Materi Rangkain Listrik Rangkaian Resistif Seri Paralel

Document Details:
  • Uploaded: September, 17th 2015
  • Views: 131 Times
  • Downloads: 0 Times
  • Total Pages: 27 Pages
  • File Format: .pdf
  • File size: 1,043.59 KB
  • Uploader: amanda
  • Category: Miscellaneous
 add to bookmark | report abuse
1
BAB 3
RANGKAIAN RESISTIF SERI-PARALEL
TUJUAN:
Setelah menyelesaikan bab ini, kita akan mampu untuk:
Mengidentifikasi rangkaian seri, paralel dan seri-paralel.
Mengetahui bagaimana cara menentukan resistansi equivalen pada rangkaian resistif
seri, paralel dan seri-paralel.
Menghitung resistansi, tegangan, arus dan energi pada rangkaian resistif seri,
paralel, dan seri-paralel.
Memahami dan mengaplikasikan aturan pembagi tegangan (VDR) dan pembagi arus
(CDR).
Mengidentifikasi rangkaian wye (Y) dan delta ().
Mengetahui metode konversi dari rangkaian wye (Y) dan delta ().
Mengaplikasikan metode konversi -Y untuk menyederhanakan rangkaian
Wheatstone.
Memahami metode untuk mengukur resistansi yang tidak diketahui pada rangkain
jembatan Wheatstone.
3.1 Rangkaian Resistif Seri dan Aturan Pembagi Tegangan
Rangkaian resistif seri, paralel, dan seri-paralel adalah rangkaian yang paling banyak
digunakan pada peralatan listrik atau elektronik. Hal ini sangat penting untuk merangkai
rangkaian listrik dengan cara yang berbeda agar praktis dalam menggunakannya.
3.1.1 Rangkaian Resistif Seri
Rangkaian seri adalah rangkaian yang paling sederhana. Pada rangkaian ini semua
elemen terhubung dalam kabel 1 loop. Hal ini dapat dianalogikan dengan aliran air dalam
tangki seri yang terhubung oleh pipa. Air mengalir langsung pada pipa dari tangki ke tangki.
Dalam jumlah yang sama air akan mengalir di setiap tangki. Hal yang sama berlaku juga
pada rangkaian listrik. Pada rangkaian seri , hanya ada satu jalan yang dapat dilalui suatu
muatan. Jumlah muatan yang sama akan mengalir dalam setiap komponen dalam rangkaian,
seperti bola lampu, aliran arus besarnya sama diseluruh rangkaian, sehingga hanya ada satu
arus pada rangkaian seri.
Rangkaian Seri
Komponen-komponennya terhubung satu persatu.
Hanya ada satu aliran arus
Aliran arus yang melalui setiap komponen selalu sama
2
Sebagai contoh, Gambar 3.1 mengilustrasikan rangkaian listrik dengan 3 lampu
(resistor) yang terhubung secara seri. Jika sebuah ammeter dihubungkan dibelakang setiap
lampu, saat power dihidupkan, pembacaan arus yang sama akan muncul pada setiap
ammeter. Jika kita menukar posisi ammeter dan lampu, ammeter akan tetap membaca nilai
arus yang sama. Sebuah contoh praktis dari rangkaian seri adalah rangkaian lampu natal.
Gambar 3.1 Rangkaian seri
Banyak rangkaian seri sederhana yang mungkin tidak mudah untuk di identifikasi
seperti pada gambar 3.1 dan 3.2(a). Gambar 3.2(b dan c) juga merupakan rangkaian seri
tetapi di gambarkan dengan cara berbeda. Selama elemen-elemen rangkaian terhubung satu
per satu, dan hanya ada satu arus yang mengalir, maka dapat dikatakan rangkaian tersebut
terhubung secara seri. Bukanlah suatu masalah jika ada penyusunan yang berbeda dari
elemen-elemen tersebut.
Gambar 3.2. Contoh rangkaian seri
3
3.1.1.1 Tegangan total rangkaian seri
Dalam rangkaian seri tegangan yang melewati sumber atau power supply (tegangan
total) adalah sama dengan jumlah tegangan yang melewati setiap resistor, yaitu sumber
tegangan dibagi oleh masing-masing resistor. Terminal resistor yang terhubung pada sisi
positif dari sumber tegangan adalah positif, dan terminal resistor yang terhubung pada sisi
negatif dari sumber tegangan adalah negatif.
Tegangan total V
T
suatu rangakaian pada Gambar 3.2(d) dapat di jelaskan
menggunakan hukum tegangan Kirchhoff dan hukum Ohm. Untuk sejumlah n resistor yang
terhubung secara seri, tegangan totalnya adalah sebagai berikut:
Tegangan seri total (V
T
atau E)
         
V
T
= IR
1
+ IR
2
+ ---- + IR
n
= IR
T
(3.1)
Untuk rangkaian seri resistif, (3.1) tegangan totalnya:
V
T
= I (R
1
+ R
2
+ ---- + R
n
)
Dan
R
T
= R
1
+ R
2
+ ---- + R
n
R
T
adalah persamaan matematika untuk menghitung hambatan total (hambatan equivalen
R
eq
) dari suatu rangkaian seri resistif.
3.1.1.2 Hambatan Total Rangkaian Seri (Hambatan Equivalen)
Hambatan total (R
T
) dari suatu rangkaian seri resistif adalah jumlah semua hambatan
di dalam rangkaian tersebut. Hambatan equivalen (R
eq
) merupakan hambatan yang
equivalen terhadap jumlah dari semua hambatan ketika kita melihat secara langsung dua
terminal pada rangkaian seri resistif. Hambatan total suatu rangkaian seri resistif selalu
lebih besar dari hambatan tunggal dalam suatu rangkaian.
Hambatan seri total (R
T
) atau hambatan equivalen (R
eq
)
R
T
= R
1
+ R
2
+ ---- + R
n
3.1.1.3 Arus Rangkaian Seri
Dalam rangkaian seri, arus yang mengalir di setiap elemen dan disetiap titik selalu
sama. Arus I yang mengalir pada rangkaian seri resistif (rangkaian hambatan seri), seperti
Gambar 3.2(d), dapat di jelaskan dari hukum Ohm sebagai berikut:
Arus Seri (I)









4
3.1.1.4 Daya Pada Rangkaian Seri
Setiap resistor dalam rangkaian seri menggunakan daya, yang didisipasikan dalam
bentuk panas. Daya total (P
T
) yang di digunakan oleh rangkaian seri adalah jumlah daya
yang didisipasi oleh resistor. Karena daya ini berasal dari sumber, maka daya total
sebenarnya adalah daya yang disuplai oleh sumber. Dari persamaan tegangan total V
T
= E
= V
1
+ V
2
+ --- + V
n
, kemudian dikalikan dengan I untuk mendapatkan daya total yaitu P
T
= IE = IV
1
+ IV
2
+ --- + IV
n
.
Sehingga, daya total dalam rangkaian seri resistif dapat ditulis sebagai berikut:
Daya total rangkaian seri (P
T
)
P
T
= P
1
+ P
2
+ ---- + P
n
atau P
T
= IE = I
2
R
T
= (E
2
/R
T
)
Daya yang didisipasi oleh resistor tunggal dalam rangkaian seri resistif adalah sebagai
berikut:
.
.
.
Contoh 3.1: Rangkaian seri resistif di tunjukkan pada Gambar dibawah hitunglah:
a) Resistansi total R
T
b) Arus I dalam rangkaian
Gambar 3.3. Rangkaian untuk contoh 3.1
c) Tegangan yang melewati resistor R
1
d) Tegangan total V
T
e) Daya total P
T
5
Jawaban:

 
 
  
 



























3.1.2 Aturan Pembagi Tegangan (VDR)
Apabila dua resistor terpasang seri, maka resistor tersebut akan membagi tegangan sumber
menjadi tegangan pada masing-masing resistor.
V
s
R
1
R
2
i
+ v
1
-
+ v
2
-
Tegangan yang ada pada resistor sebanding dengan besar resistor itu sendiri dan berbanding
terbalik dengan jumlah total resistor seri tersebut.
Contoh Soal:
Diketahui : R
0
= 6 , daya yang diserap oleh R
0
= 6 W
Ditanya : a) V
0
b) Vs
Penyelesaian :
P = 6 W
s
s
v
RR
R
R
RR
V
iRv
21
1
1
21
11
s
s
v
RR
R
R
RR
V
iRv
21
2
2
21
22
2
4
2
RoVo
+
-
Displaying 5 of 27 pages, to read the full document please DOWNLOAD.
Tags: