bahan ajar kelas 12 bab 1 pertemuan 4

A.      Materi Pembelajaran

Rangkaian Hambatan Listrik

Rangkaian hambatan listrik dibedakan menjadi dua, yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel. Pada rangkaian listrik, mungkin kita sering menjumpai beberapa hambatan yang dirangkai secara bersama-sama. Hambatan yang dimaksud di sini bukan hanya resistor, melainkan semua peralatan yang menggunakan listrik, seperti lampu, radio, televisi, dan setrika listrik.

Jenis Rangkaian Hambatan Listrik

Rangkaian hambatan listrik dibedakan menjadi dua, yaitu seri dan paralel.

1. Rangkaian Hambatan Listrik Seri

Rangkaian hambatan seriadalah rangkaian yang disusun secara berurutan (segaris). Pada rangkaian hambatan seri yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan, besar kuat arus di setiap titik dalam rangkaian tersebut adalah sama. Jadi, semua hambatan yang terpasang pada rangkaian tersebut dialiri arus listrik yang besarnya sama. Bila salah satu hambatan ada yang putus, maka arus listrik pada rangkaian tersebut juga putus/tidak mengalir.

Pada gambar diatas, terlihat dua buah lampu (sebagai hambatan) yang disusun seri. Kuat arus yang mengalir melalui kedua lampu tersebut sama besarnya, sedangkan tegangannya berbeda (V_AB ≠ V_BC). Dengan menggunakan hukum Ohm dapat kita tuliskan secara matematis sebagai berikut.

Jika V_AB= I × R₁, V_BC = I × R₂, V_AC = V_AB + V_BC; maka:

V_AC = V_AB + V_BC
V_AC = I × R₁ + I × R₂
V_AC = I (R₁ + R₂)

Jika kita ganti kedua hambatan yang dirangkai seri dengan sebuah hambatan pengganti(R_s) lihat gambar (c) diatas, maka V_AC = I × R_s , sehingga kita dapatkan persamaan sebagai berikut.

V_AC = I(R₁ + R₂)
I × R_s = I(R₁ + R₂)
R_s = R₁ + R₂

Jadi, bentuk umum hambatan pengganti yang dirangkai seri adalah sebagai berikut.

R_s = R₁ + R₂ + R₃ + … + R_n (n = banyaknya hambatan)

Hambatan pengganti pada kedua rangkaian ini selalu lebih besar karena merupakan jumlah dari hambatan-hambatan yang dipasang.

Rangkaian Hambatan Listrik Paralel

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. Sesuai dengan Hukum I Kirchoff, jumlah kuat arus yang mengalir pada masing-masing hambatan sama dengan kuat arus yang mengalir pada penghantar utama.

Pada gambar diatas, dua buah lampu (sebagai hambatan) dirangkai paralel. Kuat arus yang mengalir pada lampu 1 (I₁) dan lampu 2 (I₂) besarnya tergantung nilai hambatannya, sedangkan tegangan yang melewati kedua lampu tersebut besarnya sama.

Dengan menggunakan hukum I Kirchoff dan hukum Ohm, maka dapat kita tuliskan secara matematis sebagai berikut.

Jika kita ganti kedua hambatan yang dirangkai paralel dengan sebuah hambatan pengganti (R_p), lihat gambar (c), maka I = , sehingga kita dapatkan persamaan sebagai berikut.

Jadi, bentuk umum hambatan yang dirangkai paralel adalah :

Hambatan pengganti pada rangkaian paralel selalu lebih kecil karena merupakan jumlah dari kebalikan hambatan listrik tiap-tiap komponen.