Rangkaian Seri, Paralel dan Campuran Untuk SMK Kelas XII

Rangkaian Listrik

Amati berbagai peralatan listrik di sekitarmu. Lampu, kulkas, dan seterika listrik dihubungkan dengan sumber tegangan listrik, membentuk rangkaian listrik.

Ada dua jenis rangkaian listrik. Jenis rangkaian tersebut bergantung pada bagaimana bagian-bagian rangkaian (sumber tegangan, kawat penghubung, dan hambatan-hambatan) disusun. Rangkaian tersebut adalah rangkaian seri dan paralel.

1. Rangkaian seri

Mungkin kamu pernah memasang lampu dekorasi untuk penjor peringatan hari kemerdekaan. Jika salah satu lampu tersebut putus, semua lampu mati, dan biasanya kamu kesulitan mencari lampu mana yang putus. Lampu-lampu tersebut dirangkai secara seri.

Rangkaian Seri adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara sejajar (seri). Baterai dalam senter umumnya disusun dalam rangkaian seri.

Pada rangkaian seri, hanya terdapat satu lintasan arus listrik. Bagian rangkaian dipasang secara berurutan, tanpa ada percabangan. Perhatikan diagram rangkaian seri pada Gambar dibawah

Dalam rangkaian seri, hanya ada satu jalan untuk arus listrik

Pada rangkaian seri apabila salah satu lampu diputuskan atau dimatikan maka lampu yang lain juga juga akan mati.

Contoh, Lihat dan cermati gambar dibawah jika saklar dimatikan maka kedua buah lampu akan mati semua. Hal ini merupakan salah satu Kerugian jika kita menggunakan rangkaian seri. Bayangkan saja  jika misal rangkaian listrik di rumah menggunakan rangkaian seri.

2. Hambatan pengganti dalam rangkaian seri

Kita dapat mengganti beberapa hambatan yang dirangkai secara seri dengan sebuah hambatan. Sebagai contoh, R1, R2, dan R3 dalam Gambar dibawah . dapat kita ganti dengan Rs. Kita akan mencari besar Rs.

Hambatan R1, R2, dan R3 dapat diganti dengan sebuah hambatan, yaitu Rs.

Kamu mengetahui bahwa jumlah beda potensial pada tiap-tiap hambatan sama dengan beda potensial sumber tegangan. Sesuai Gambardi atas , maka:

VAB = VAX + VXY + VYB

Sesuai dengan hukum Ohm, yaitu V = I × R, persamaan di atas dapat ditulis:

I × RS = I × R1 + I × R2 + I × R3

Karena I di mana-mana besarnya sama, maka:

Rs = R1 + R2 + R3

Secara umum, jika terdapat rangkaian seri dengan n buah hambatan yang besarnya R1, R2, R3, ... Rn, maka hambatan penggantinya adalah:

3. Rangkaian paralel

Apa yang terjadi jika lampu-lampu di rumahmu dirangkaikan seri? , begitu salah satu lampu mati, maka lampu yang lain juga akan padam. Untungnya berbagai peralatan listrik di rumahmu terhubung secara paralel. Rangkaian paralel terdiri atas beberapa cabang arus.

Hambatan R1, R2, dan R3 dihubungkan secara paralel.

Perhatikan rangkaian paralel pada Gambar di atas. Arus listrik terpisah menjadi tiga, mengalir pada tiap cabang.

Rangkaian listrik paralel adalah suatu rangkaian listrik, di mana semua input komponen berasal dari sumber yang sama. Semua komponen satu sama lain tersusun paralel.

Jika kuat arus pada tiap cabang dijumlahkan, maka besarnya sama dengan kuat arus sebelum memasuki cabang. Ini merupakan bunyi dari Hukum I Khirrchoff, persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut.

Jika persamaan di atas diperluas untuk setiap cabang dalam rangkaian, maka akan berlaku kuat arus yang memasuki titik cabang sama dengan kuat arus yang meninggalkan titik cabang. Jika kenyataan ini diterapkan pada titik cabang A, maka akan berlaku seperti berikut.

I masuk ke titik cabang A = I keluar dari titik cabang A

atau

I = I1 + I2 + I3 + I4

Pada rangkaian paralel jika salah satu lampu diputuskan ( mati ), lampu yang lainya tetap menyala. Hal ini terjadi karena lampu yang lain masih terhubung dengan sumber arus listrik.
Lihat gambar di bawah ini ,

• Saklar 1 (s1) dimatikan maka yang mati hanya lampu 4 dan 5 sedangkan lampu 1, 2, dan 3 tetap menyala. 
• Saklar 2 (s2) dimatikan yang mati hanya lampu 1, 2, dan 3 sedangkan lampu 4 dan 5 tetap menyala.

4. Hambatan pengganti dalam rangkaian paralel

Beberapa hambatan yang dirangkaikan secara paralel dapat kita ganti dengan satu hambatan pengganti. Berapa besar hambatan pengganti dalam rangkaian paralel? Perhatikan tiga hambatanmyang dirangkaikan paralel padamGambar ini

Arus yang masuk cabang (Iin) sama dengan arus yang keluar (Iout).

Dalam rangkaian tersebut berlaku hubungan kuat arus sebagai berikut.

I = I1 + I2 + I3 +

Sesuai dengan hukum Ohm, persamaan tersebut dapat ditulis:

Seperti yang kamu amati dalam Kegiatan 4, beda potensial antara ujung-ujung hambatan pada rangkaian paralel besarnya sama dengan beda potensial sumber, atau

V = VAB = VCD = VEF . Akibatnya persamaan di atas dapat ditulis:

Persamaan di atas dapat diperluas untuk mencari hambatan pengganti R1, R2, R3, ..., Rn yang dirangkaikan paralel. Hambatan pengganti dapat diperoleh dari persamaan berikut.

dengan Rp = hambatan pengganti paralel ........................ Ω


Perhatikan tampilan gambar dibawah ,pada rangkaian listrik dengan garis merah menunjukkan rangkaian seri, jika saklar 3 dimatikan maka lampu 4 dan lampu 5 akan mati. Sedangkan rangkaian listrik dengan garis biru menunjukan rangkaian paralel. Jika saklar 1 dimatikan lampu yang mati hanya lampu 1 saja, demikian juga jika saklar 2 dimatikan lampu yang mati hanya lampu 2 saja.

Kelebihan rangkaian seri tentu salah satunya hemat kabel, dan rangkaiannya sederhana sehingga membuatnya pun cukup mudah. Kerugiannya pada saat satu lampu mati, yang lain juga mati. Begitu juga pada nyala lampunya, tidak terang (redup). Energinya juga boros, karena digambarkan Rangkaian Seri 1R+1R+1R. rangkaian paralel adalah 1/R+1/R+1/R. Sementara keuntungan dan kerugian rangkaian paralel adalah kebalikan dari kerugian dan keuntungan seri. Sedang yang disebut rangkaian rumit adalah rangkaian gabungan antara paralel dan seri.
Contohnya adalah lampu di rumah.

5. Rangkaian campuran seri dan paralel

Dalam rangkaian yang kompleks, seperti rangkaian pada perangkat elektronik, kamu dapat menjumpai rangkaian yang terdiri dari gabungan rangkaian seri dan paralel. .

Untuk menghitung hambatan penggantinya kamu cari dulu hambatan pengganti R1, R2, dan R3 yang terangkai secara paralel. Rangkaian selanjutnya dapat disederhanakan menjadi rangkaian seri.

(a) R1, R2, dan R3 terangkai paralel, dengan hambatan pengganti Rp, (b) Hambatan pengganti totalnya adalah rangkaian seri Rp dengan R4.

http://www.gurusd.net/2015/11/rangkaian-lisrik-seri-paralel-dan.html 

http://www.guruipa.com/2015/11/pengertian-macam-macam-rangkaian-liatrik-seri-pararel-dan-campuran-beserta-rumusnya.html