Anda tentu sudah sangat paham tentang rangkaian hambatan listrik karena sejak SD sampai SMP, materi ini selalu dipelajari walalupun dengan kompleksitas yang berbeda. Tentunya, Anda sudah pernah menyusun rangkaian hambatan listrik dengan menggunakan batereidan lampu yang dipasang dengan berjajar (seri) dan bercabang (paralel). Apa yang bisa Anda dapatkan dari kegiatan tersebut? Coba diingat kembali dengan membaca karateristik rangkaian hambatan listrik di bawah ini.
a. Rangkaian Hambatan Seri
Rangkaian seri merupakan rangkaian listrik yang hambatannya disusun secara bersebelahan/sejajar. Contohnya, rangkaian pada gambar berikut:
Pada rangkaian seri, kuat arus (I) akan mengalir dari sumber energi (baterai) yang ada dari satu hambatan ke hambatan lain melewati satu kabel. Perhatikan gambar di atas. Lalu, bayangkan ada aliran listrik yang mengalir mulai dari baterai, menuju hambatan/resistor 1, ke hambatan 2, lalu berputar dan kembali ke baterai. Anggap aja aliran listrik ini seperti aliran air. Setelah membayangkannya, Anda pasti paham untuk arus listrik yang melewati hambatan 1, nilainya akan sama besar dengan arus yang melewati hambatan 2.
Nah, itu berarti, kuat arus total sama dengan kuat arus yang ada di hambatan 1, maupun hambatan 2. Secara matematis dapat ditulis menjadi:
Di sisi lain, tegangan yang mengalir di hambatan 1, tidak sama dengan yang ada di hambatan 2. Tetapi, apabilaseluruh tegangan yang ada di hambatan pada rangkaian itu dijumlahkan, hasilnya akan sama dengan tegangan yang ada di sumber. Atau dengan kata lain;
Sehingga, hambatan totalnya sama dengan jumlah dari seluruh hambatan yang ada di rangkaian itu. Ingat, ya, maksud dari tanda titik–titik (…) di rumus itu untuk menandakan kalau ada resistor lain. Jadi, kalau resistor/hambatannya lebih dari 2, tinggal dijumlahkan saja
Jika salah satu komponen dari rangkaian seri diputus, maka arus listrik akan berhenti.
b. Rangkaian Paralel
Rangkaian paralel adalah rangkaian listrik yang komponennya disusun bertingkat. Hambatan paralel adalah rangkaian yang disusun secara berdampingan/berjajar. Jika hambatan yang dirangkai paralel dihubungkan dengan suatu sumber tegangan, maka tegangan pada ujung–ujung tiap hambatan adalah sama besar.
Nah,kelihatan tidakbedanya dengan rangkaian seri?Sekarang, bayangkan ada aliran listrik yang berjalan dari baterai, berjalan ke arah ke arah bawah menuju hambatan 1. Sesaat dia berada di persimpangan, si aliran listrik akan “memecah”. Ada yang masuk ke resistor 1, ada jugayang berjalan ke resistor 2. Itu artinya, kuat arus di kedua hambatan itu akan berbeda.
Karena terdapat “percabangan”,kuat arus listrik yang diterima oleh hambatan 1 dan hambatan 2 tidak akan sama sehinggakuat arus sumber energinya akan sama dengan jumlah dari seluruh kuat arus semua hambatan. Oleh karena itu, kita dapat menuliskannya menjadi:
Di sisi lain, tegangan yang ada pada hambatan 1 dan hambatan 2 akan bernilai sama besar. Maka, kita dapat menuliskannya menjadi:
Lalu, bagaimana cara kita menghitunghambatan listrikuntuk rangkaian paralel? Kalau Andaperhatikan, konsep antara seri dan paralel tadi terbalik. Maka, cara mencari hambatannya adalah sebagai berikut:
Maka nilai hambatan total pada susunan paralel akan memperkecil nilai hambatannya. Jika salah satu komponen pada rangkaian diputus, maka arus listrik masih dapat mengalir ke bagian yang tidak terputus.
Setelah mengetahui karateristik rangkaian seri dan paralel, kira–kira apa keuntungan dan kerugian jika kita menggunakan rangkaian listrik tersebut.Secara penggunaan, kedua jenis rangkaian ini jelas berbeda. Pada rangkaian seri, karena hambatannya disusun bersebelahan, artinya, apabila satu hambatan tersebut mati, maka hambatan lainnya juga akan ikut mati. Anda pasti pernah tahu lampu LED yang biasa digantung dijadiin hiasan itu kan?
Dengan menggunakan rangkaian seri, kita dengan memudah mematikan seluruh lampu dengan satu pencet sakelar
Di sisi lain, rangkaian paralel bisa kita temukan di instalasi lampu rumah kita sendiri. Dengan memasang hambatan pada kabel yang bertingkat/cabang seperti di rangkaian paralel, kita bisa memisahkan saklar untuk masing–masing lampu.Coba kalau lampu di rumah Anda semuanya menggunakan rangkaian seri. Sekali pencet saklar, semua lampu di rumah nyala. Tentu, malah menjadi boros dan tidak efektif kan?
Contoh Soal
1. Tiga buah hambatan masing–masing sebesar 30 ohm, 40 ohm, dan 50 ohm dirangkai seri dengan sumber tegangan 60 volt.
a. Berapa hambatan penggantinya ?
b. Berapa kuat arus pada rangkaian tersebut ?
2. Perhatikan gambar rangkaian listrik dibawah ini. Berapa nilai kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut?
Jawaban : Kita cari total hambatan listrik Paralel terlebih dahulu.
