LISTRIK DINAMIS

IPA KELAS 9, SENIN 26 OKTOBER 2020

KD : Memahami konsep dasar listrik dinamis dalam kehidupan sehari-hari

Tujuan : Peserta didik diharapkan memahami konsep dasar listrik dinamis dalam kehidupan sehari-hari

Rangkaian listrik

Rangkaian Seri

Apa yang dimaksud dengan rangkaian listrik seri? Rangkaian seri adalah rangkaian alat/komponen listrik yang disusun secara berurut, disebut juga rangkaian berderet.

 

Rangkaian seri tidak memiliki percabangan. Dengan kata lain, rangkaian seri adalah rangkaian yang arus listriknya mengalir hanya pada satu jalur.

 

Rangkaian seri terbentuk jika arus listrik dihubungkan secara berurut atau berderet. Kutub negatif komponen pertama dengan kutub positif komponen kedua, kutub negatif komponen kedua dengan kutub positif komponen ketiga, kemudian diteruskan ke kutub positif komponen pertama.

Berikut ini adalah contoh bentuk rangkaian seri sederhana yang menghubungkan tiga buah lampu dan satu sumber tegangan (baterai):

Pada rangkaian seri, kuat arus listrik yang mengalir melalui beberapa hambatan listrik adalah sama besar. Jumlah kuat arus pada rangkaian seri tidak dipengaruhi oleh nilai hambatan. Jika terdapat beberapa hambatan berbeda yang dilalui, dalam hambatan mengalir arus yang besarnya sama.

 

Namun, berbeda dengan arus, tegangan di antara kaki-kaki hambatan yang disusun secara seri memiliki nilai yang berbeda-beda, bergantung pada nilai hambatan tersebut. 

1. Ciri-Ciri Rangkaian Seri

Berdasarkan uraian di atas, maka ciri-ciri khusus rangkaian seri antara lain sebagai berikut:

1. Komponennya disusun secara berurutan atau berderet
2. Arus listrik mengalir tanpa melalui cabang
3. Arus listrik yang mengalir di berbagai titik dalam rangkaian besarnya sama
4. Tegangan listrik disetiap hambatan nilainya berbeda-beda 

2. Kelebihan dan Kekurangan Rangkaian  Seri

Rangkaian seri memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan, antara lain sebagai berikut:

2.1. Kelebihan/Keuntungan Rangkaian Seri

Dari sisi penerapan, rangkaian seri memiliki kelebihan atau keutungan, yaitu: 

1. Kuat arus listrik yang mengalir pada tiap bagian besarnya sama.
2. Cara pembuatannya mudah karena bentuknya sederhana.
3. Rangkaian seri tidak membutuhkan terlalu banyak komponen karena pemasangannya secara sejajar.
   
4. Rangkaian seri membutuhkan kabel yang lebih sedikit sehingga lebih murah.

Oleh karena itu, rangkaian seri pada lampu tepat digunakan pada ruangan atau area yang yang berukuran besar seperti misalnya gedung perkantoran, gedung sekolah atau kampus, hotel dan juga bangunan besar lainnya karena penerapannya yang sangat murah dan praktis.

2.2. Kekurangan/Kerugian Rangkaian Seri

Namun, disamping memiliki kelebihan, rangkaian seri juga memiliki beberapa kekurangan atau kerugian, yaitu:

1. Rangkaian seri jika salah satu alat listrik dilepas atau rusak maka arus listrik akan terputus.
   
2. Rangkaian seri memerlukan daya listrik lebih banyak sehingga boros listrik, akibatnya baterai cepat habis.
3. Rangkaian seri yang digunakan pada lampu akan menghasilkan nyala lampu yang agak redup dan tidak stabil, semakin banyak lampu makin redup. 

3. Rumus Rangkaian Seri

Rumus yang berlaku pada rangkaian seri adalah rumus hukum Ohm dan rumus hambatan pengganti (R_s). 

 

Rumus hambatan pengganti sendiri merupakan hasil penurunan rumus hukum Ohm berdasarkan analisis rangkaian seri.

 

Pada rangkaian seri, nilai kuat arus di titik a dan b (I_ab) sama dengan yang mengalir di setiap hambatan:

I_ab = I₁ = I₂ = I₃....(1)

 

Berbeda dengan arus, tegangan dari titik a sampai b (V_ab) merupakan hasil penjumlahan dari tegangan pada masing-masing hambatan. 

 

Dengan kata lain, tegangan di antara kaki-kaki hambatan (R) yang disusun seri memiliki nilai yang berbeda-beda:

V_ab = V₁ + V₂ + V₃...(2)

 

Berdasarkan Hukum Ohm (V = I . R), berlaku:

 

V₁ = I . R₁, V₂ = I . R₂, V₃ = I . R₃...(3)

 

Sehingga, persamaan (2) menjadi: 

I . R_s = I . R₁ + I . R₂ + I . R₃

         = I (R₁ + R₂ + R₃)

 R_s = R₁ + R₂ + R₃.....(4, Rumus Hambatan Pengganti)

 

Persamaan (4) di atas menjelaskan bahwa hambatan yang dirangkai secara seri dapat digantikan dengan hambatan pengganti (R_s). Selain itu, hambatan  pengganti (R_s) selalu lebih besar dari hambatan yang diganti.

 

Artinya, resistor (hambatan) yang dipasang secara seri maka nilai hambatannya (resistansi totalnya) semakin besar.

 

Rangkaian seri di dalam alat elektronik berfungsi sebagai pembagi tegangan. Secara matematis berlaku persamaan:

 

V₁ : V₂ : V₃ = R₁ : R₂ : R₃

 

_{Silahkan dibaca dan dipahami rumus diatas}

_{Terima kasih}