LISTRIK DINAMIS

IPA KELAS 9, SENIN 2 NOVEMBER 2020

KD : Memahami konsep listrik dinamis dalam kehidupan sehari-hari

Tujuan : Peserta didik mampu memahami konsep listrik dalam kehidupan sehari-hari

 

Rangkaian Paralel

Apa yang dimaksud dengan rangkaian paralel? Dalam ilmu kelistrikan, rangkaian paralel adalah rangkaian alat-alat listrik yang disusun/dihubungkan secara berjajar atau bercabang. 

Rangkaian paralel terbentuk terbentuk bila semua masukan komponen berasal dari sumber yang sama.

 

Konfigurasi ini membuat rangkaian paralel memiliki lebih dari satu jalur arus atau membentuk percabangan di antara kutub-kutub sumber arus listrik. 

 

 

Setiap bagian dari percabangan itu disebut rangkaian percabangan. Arus listrik akan terbagi-bagi begitu memasuki titik percabangan. 

 

Setelah keluar melalui kutub negatif sumber arus listrik dan melalui rangkaian percabangan, arus listrik akan menyatu kembali sebelum menuju kutub positif sumber arus listrik kembali. 

 

Itulah sebabnya mengapa sehingga rangkaian paralel disebut sebagai rangkaian listrik yang berfungsi untuk membagi arus.

1. Ciri-Ciri Rangkaian Paralel

Ciri-ciri khusus rangkaian paralel, antara lain sebagai berikut:

1. Memiliki percabangan
2. Hambatan total lebih kecil
3. Tegangan listrik pada setiap komponen sama besar
4. Arus listrik yang mengalir pada setiap komponen besarnya tidak sama 

2. Kelebihan dan Kekurangan Rangkaian Paralel

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

2.1. Kelebihan/Keuntungan Rangkaian Paralel

• Hambatan kecil sehingga nyala lampu lebih terang.
  
• Masing-masing komponen dapat bekerja secara bebas tanpa dipengaruhi komponen lain.
• Rangkaian paralel bila salah satu lampu atau alat listrik dilepas/rusak/padam, maka lampu/alat listrik yang lain tidak ikut mati atau tetap menyala/berfungsi.

2.2. Kelemahan/Kekurangan/Kerugian Rangkaian Paralel

• Biaya lebih mahal karena memerlukan banyak kabel
• Kurang efisien dalam menghantarkan arus listrik
• Rangkaian lebih rumit karena terdiri dari banyak percabangan

3. Rumus Rangkaian Paralel

Rumus-rumus yang berlaku dalam rangkaian paralel adalah rumus hukum Ohm, hukum Kirchoff, dan rumus hambatan pengganti (total).

 

Rumus hukum Ohm adalah:

V = I . R.....(1)

Sementara itu, hukum Kirchoff adalah hukum yang mengatur tentang percabangan pada rangkaian listrik.

 

Rumus hambatan pengganti (R_P) bisa didapatkan dari penurunan rumus hukum Ohm berdasarkan analisis rangkaian paralel.

Pada rangkaian paralel di atas, tegangan (V) pada setiap hambatan sama besar, walaupun nilai hambatannya (R) berbeda-beda. Secara matematis, dituliskan:
 

V_ab = V₁ = V₂ = V₃ .....(2)

 

Menurut Hukum I Kirchoff, kuat arus listrik yang melalui R₁, R₂, dan R₃ adalah I₁, I₂, dan I₃. Adapun kuat arus (I) antara titik a dan b adalah I_P. 

Pada rangkaian berlaku:

 

I_P = I₁ + I₂ + I₃.....(3)

 

Oleh karena I₁ = ^V_ab/_R1, I₂ = ^V_ab/_R2, I₃ = ^V_ab/_R3, dan I_P = ^V_ab/_RP, maka:
 

^V_ab/_RP = ^V_ab/_R1 + ^V_ab/_R2 + ^V_ab/_R3....(4)

 

¹/_RP = _¹/_R1 + _¹/_R2 + _¹/_R3....(5, Rumus Hambatan Pengganti Rangkaian Paralel)

 

Dari rumus (5) dapat disimpulkan bahwa hambatan pengganti susunan paralel (R_P) selalu lebih kecil daripada hambatan paling kecil yang terpasang pada rangkaian. 

 

Khusus untuk dua hambatan R₁ dan R₂ yang disusun secara paralel, hambatan paralel penggantinya bisa dinyatakan dengan rumus:
 

R_P = ^R₁R₂/_{R1 + R2}.....(6)

 

Hambatan yang disusun secara paralel berfungsi sebagai pembagi arus dengan nilai perbandingan kuat arus pada rangkaian di setiap cabang adalah:

 

R₁ : R₂ : R₃ = ^₁/_I1 : ^₁/_I2 : ^₁/_I3.....(7)

Rangkaian Listrik Terbuka

Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian yang memiliki ujung pangkal. Rangkaian ini terjadi jika salah satu ujung kabel dilepas dari kutub baterai. 

 

Dikatakan rangkaian terbuka, jika kutub positif dan kutub negatif tidak berhubungan sehingga tidak ada aliran listrik.

Pada rangkaian seperti ini tidak terdapat arus listrik, sehingga mengakibatkan alat listrik yang terpasang pada rangkaian tidak berfungsi/padam. 

Rangkaian Listrik Tertutup

Rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian yang tidak memiliki ujung dan pangkal. Dikatakan rangkaian tertutup, jika kutub positif dan kutub negatif berhubungan sehingga muncul aliran listrik.

 

Kemudian, arus listrik mengalir di dalam baterai dari kutub negatif menuju kutub positif. Hal ini menunjukkan bahwa di luar sumber tegangan, arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.

Sebaliknya, di dalam sumber tegangan, arus listrik mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Pada rangkaian tertutup lampu akan dapat menyala.

Kesimpulannya, arus listrik hanya dapat mengalir pada rangkaian listrik tertutup.

Silahkan dibaca dan dipahami

Terima kasih