Hai semua kembali lagi di blog autoexpose. Artikel ini akan membahas secara mendalam namun mudah dimengerti, semua hal tentang rangkaian listrik.
Kita tahu ada dua jenis rangkaian listrik yaitu seri dan paralel.
Dan yang kebanyakan orang tahu, rangkaian seri itu segaris dan paralel itu yang bercabang.
Tapi mana yang lebih hemat ? mana yang lebih efisien ? mana yang lebih powerfull ? rangkaian seri atau paralel ?
Nah kita akan membahasnya.
Pertama, kita kenalan dulu apa sih yang namanya rangkaian seri dan apa itu rangkaian paralel ?
Rangkaian seri itu ketika beban kelistrikan disusun segaris. Atau terminal dari beban-beban kelistrikan itu saling disambungkan satu sama lain. Lalu kedua ujung beban tersebut dihubungkan ke sumber listrik.
Itu akan membentuk sebuah lingkaran. Inilah yang disebut rangkaian seri atau segaris.
Lalu rangkaian paralel, adalah rangkaian bercabang. Kalau pada seri, terminal antar beban itu disambungkan satu sama lain, kalau pada paralel terminal itu dikumpulkan pada dua buah kawat dan kawat itu dihubungkan ke sumber listrik.
Selain pada beban kelistrikan, rangkaian seri paralel ini juga bisa diaplikasikan untuk merangkai sumber listrik.
Lalu apa perbedaan kedua rangkaian ini ?
1.Perbedaan jumlah hambatan
Pada rangkaian seri, semua hambatan akan dijumlahkan. Jadi misal ada 3 buah beban kelistrikan, maka ketiga hambatan pada beban itu akan dijumlahkan untuk menemukan nilai hambatan totalnya.
Rtotal = R1 + R2 + R3 + Rn
Sementara pada rangkaian paralel, ada rumus untuk mencari nilai hambatan totalnya. Rumusnya seperti ini’
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/Rn
Sekarang kita ambil contoh, jika nilai hambatan pada R1 = 10 Ohm, R2 = 20 Ohm, R3 = 40 Ohm.
Jika dirangkai secara seri, Rtotal = 10 +20 +40 = 70 Ohm
Jika dirangkai secara paralel, Rtotal = 1/10 +1/20 +1/40 = 4/40 +2/40+1/40 = 7/40 = 40/7 = 5.7 Ohm.
Bedanya sangat jauh bukan.
2.Perbedaan pada tegangan yang masuk
Ketika sebuah beban dihubungkan secara seri, maka tegangan pada beban-beban itu tidak sama dengan tegangan sumbernya. Karena tegangan sumber akan dibagikan ke semua beban. Jadi semakin banyak beban maka semakin kecil tegangan yang diterima tiap beban.
Vtotoal = V1+V2+V3+Vn
Kalau pada rangkaian paralel, tegangan yang masuk ke setiap beban itu sama dengan tegagan sumbernya. Jadi mau sebanyak apapun bebannya kalau dirangkai secara paralel tegangannya tetap sama.
Vtotal = V1=V2=V3=Vn
Hal itu juga berlaku untuk rangkaian power source. Misal sebuah baterai dirangkai secara seri, maka tegangannya akan bertambah 2x lipat. Namun kalau dirangkai secara paralel, tegangannya tidak nambah tapi yang nambah kuat arusnya.
3.Perbedaan kuat arus
Beban pada rangkaian seri, akan mendapatkan kuat arus yang sama. Sementara pada rangkaian paralel, kuat arusnya tidak sama tiap beban.
Mungkin perlu dijelaskan sedikit apa sih kuat arus itu ?
Kuat arus adalah intensitas yang menunjukan aliran listrik, nah besarnya kuat arus yang mengalir itu bergantung pada nilai bebannya.
Jadi misal ada baterai 60 ampere, bukan berarti arus yang mengalir ke beban itu 60 ampere. Nilai 60 ampere menunjukan kuat arus maksimal yang mampu dikeluarkan baterai. Nah kuat arus real yang mengalir itu tergantung nilai hambatan tiap beban.
Jadi ketika beban dirangkai secara paralel, tiap beban akan mendapatkan arus berbeda. Sementara ketika dirangkai secara seri, kuat arus yang mengalir pada semua beban itu akan bergantung pada jumlan nilai hambatan pada beban seri tersebut.
Mungkin perlu saya kasih contoh.
Saya punya satu baterai 12 Volt dan dua lampu dengan nilai hambatan 20 Ohm dan 60 Ohm. Maka, apabila dirangkai secara seri, hasilnya akan berbeda dibandingkan kalau dirangkai secara paralel.
1.Kalau dirangkai secara seri
Sumber = 12 V
R1 = 20 ohm
R2 = 60 ohm
Rtotal = 20 + 60 = 80 ohm
Untuk menghitung kuat arus kita bisa menggunakan rumus ini (V = I x R)
Maka kuat arusnya (I) = V/R = 12/80 = 0.15 ampere
Itu artinya, nilai arus yang mengalir pada R1 dan R2 itu 0.15 ampere. Lalu berapa nilai teganganya ? kita bisa mencarinya dengan rumus yang sama.
- V1 = I x R1 = 0.15 x 20 = 3 Volt
- V2 = I x R2 = 0.15 x 60 = 9 Volt
Jadi bisa disimpulkan, lampu satu akan mendapatkan dialiri listrik 3 volt 0.15 amp. Sementara lampu dua dialiri listrik 9 volt 0.15 ampere.
2.Kalau dirangkai secara paralel
Sumber = 12 V
R1 = 20 ohm
R2 = 60 ohm
1/Rtotal = 1/R1+1/R2 = 1/20 +1/60 = 3/60 +1/60 =4/60 =1/15
Jadi nilai hambatan total kalau dirangkai secara paralel adalah 15 ohm
Berapa kuat arusnya ?
Itotal = V/Rtotal = 12/15 =0.8 ampere
Jadi arus total yang mengalir ke rangkaian adalah 0.8 ampere, tapi berapa arus pada masing-masing lampu ?
sesuai penjelasan diatas, pada rangkaian paralel semua beban mendapatkan tegangan sama dengan sumbernya tapi arusnya beda. Jadi disini kita harus hitung masing-masing.
- I1 = V/R1 = 12/20 = 0.6 ampere
- I2 = V/R2 = 12/60 = 0.2 ampere
Jadi, lampu satu dialiri listrik 12 volt 0.6 ampere. Sementara lampu 2 dialiri listrik 12 volt 0.2 ampere.
Terlihat bedanya kan ?
Supaya lebih jelas, kita juga bisa menghitung daya yang diperoleh tiap beban pada masing-masing rangkaian sehingga kita tahu mana yang lebih terang dan mana yang lebih hemat.
Rumus menghitung daya listrik, adalah P = V x I
Jadi kita hitung saja.
1.Pada rangkaian seri
- Lampu 1 = 3 Volt 0.15 ampere, maka dayanya 3 x 0.15 = 0.45 watt
- Lampu 2 = 9 Volt 0.15 ampere, maka dayanya 9 x 0.15 = 1.35 watt
Kalau dijumlahkan, daya yang menghidupkan lampu adalah 1.8 watt.
2.Pada rangkaian paralel
- Lampu 1 = 12 Volt 0.6 ampere, maka dayanya 12 x 0.6 = 7.2 watt
- Lampu 2 = 12 Volt 0.2 ampere, maka dayanya 12 x 0.2 = 2.4 watt
Kalau dijumlahkan, dayanya yang menghidupkan lampu adalah 9.6 watt.
Jadi dapat disimpulkan, dengan lampu yang sama tapi kalau beda rangkaian, maka hasilnya akan beda. Rangkaian paralel lebih terang namun rangkaian seri lebih hemat.
Mungkin itu adalah sedikit informasi tentang perbedaan rangkaian seri dan paralel. Semoga bermanfaat.