Rangkaian listrik merupakan suatu kesatuan antara beberapa komponen elektronika dan sumber tegangan yang dihubungkan secara terbuka, supaya arus listrik yang berasal dari sumber bisa mengalir.
Buat mengetahui adanya aliran listrik, kamu bisa memakai beberapa indikator seperti motor DC dan beberapa jenis LED.
Dalam pemasanagan atau pembuatah rancangan, harus diperhatikan beberapa faktornya. Faktor tersebut yaitu reaktansi induktif (induktansi), reaktansi kapasitif, permitivitas dan resitifitas.
Yuk simak langsung aja penjelasan terlengkapnya cuy!
Jenis – Jenis Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik terdiri atas 2 jenis yaitu Seri dan Paralel. Selain itu, ada juga gabungan dari 2 jenis rangkaian listrik, yang disebut rangkaian campuran.
Jadi, ada 3 bentuk rangkaian listrik yaitu rangkaian listrik seri, paralel, dan campuran. Berikut penjelasannya.
1. Rangkaian Listrik Seri
Bentuk rangkaian seri bisa dibilang sangat sederhana, karena rangkaiannya disusun secara lurus dan gak mempunyai cabang.
Karakteristik Rangkaian Listrik Seri, yaitu:
- Cara menyusun rangkaian cenderung praktis dan sederhana.
- Semua komponen listrik disusun secara sejajar (berderet atau berurutan).
- Kabel penghubung pada seluruh komponen gak mempunya percabangan sepanjang rangkaian.
- Cuma ada 1 jalan yang bisa dilewati oleh arus, jadi kalo ada satu jalur yang terputus. Maka, rangkaian gak bisa berfungsi dengan benar.
- Arus listrik yang mengalir di berbagai titik dalam rangkaian sama besarnya.
- Setiap komponen yang terpasang akan mendapat arus yang sama.
- Beda potensial/tegangan pada setiap komponen yang terpasang mempunyai nilai yang berbeda.
- Mempunyai hambatan total yang lebih besar dari pada hambatan penyusunnya.
Rumus Rangkaian Seri, yaitu:
I = I1 = I2 = I3
V = V1 + V2 + V3
R = R1 + R2 + R3
2. Rangkaian Listrik Paralel
Rangkaian paralel mempunyai ciri khas yang bisa dan sangat mudah banget dikenali yaitu susunan rangkaiannya mempunyai cabang.
Instalasi listrik di suatu rumah biasanya memakai susunan rangkaian paralel. Meski, sedikit lebih rumit dari rangkaian seri, rangkaian paralel punya banyak keuntungan.
Karakteristik Rangkaian Listrik Paralel, yaitu:
- Cara menyusun rangkaian cenderung lebih rumit.
- Semua komponen listrik terpasang secara bersusun atau sejajar.
- Kabel penghubung pada sebuah rangkaian mempunyai percabangan.
- Ada beberapa jalan yang bisa dilewati oleh arus.
- Arus yang mengalir pada setiap cabang mempunyai besar nilai yang berbeda.
- Setiap komponen yang terpasang mendapat besar arus yang berbeda.
- Semua komponen mendapat tegangan yang sama besar.
- Hambatan totalnya lebih kecil dari hambatan pada tiap – tiap komponen penyusunnya.
Rumus Rangkaian Paralel, yaitu:
I = I1 + I2 + I3
V = V1 = V2 = V3
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
I1 : I2 : I3 = 1/R1 : 1/R2 : 1/R3
3. Rangkaian Listrik Gabungan
Rangkaian gabungan merupakaan gabungan dari rangkaian seri dan paralel. Secara umum, karakteristik dan hukum yang berlaku pada rangkaian gabungan juga mengikuti keduannya.
Rumus Rangkaian Gabungan, yaitu:
I = I1 + I2
1/Rp = 1/R2 + 1/R3
Rtotal = R1 + 1/Rp
4. Rangkaian Listrik Arus Searah
Sumber arus listrik searah (DC) yaitu sumber energi listrik yang bisa menimbulkan arus listrik yang arahnya, selalu tetap (konstan) dari muatan listrik dari potensi tinggi ke rendah.
Arus searah (DC) umumnya banyak ditemukan pada aplikasi bertegangan rendah, seringanya pada baterai.
Sebagian besar sirkuit elektronik ini perlu catu daya atau arus searah (DC).
Berikut ini, ada beberapa tegangan yang sering dipakai buat arus searah (DC), yaitu:
- 1.5 VDC
- 5 VDC
- 12 VDC
- 24 VDC
5. Rangkaian Listrik Arus Bolak – Balik (AC)
Dalam rangkaian arus searah (DC), tegangan dan arus umumnya konstan. Tapi, kalo dalam rangkaian arus bolak – balik (AC), nilai sesaat dari tegangan arus dan karenanya daya terus berubah dipengaruhi oleh pasokan.
Jadi, kalo kamu bisa menghitung daya pada sirkuit AC dengan cara yang sama seperti di sirkuit DC, tapi kamu masih bisa mengatakan kalo daya (P) sama dengan tegangan (V) dikalikan dengan ampere (I).
Poinnya yaitu, kalo rangkaian AC mengandung reaktansi, jadi ada komponen daya sebagai akibat dari medan magnet atau listrik yang dibuat oleh komponen.
Hasilnya yaitu kalo gak seperti komponen resistif murni, daya ini disimpan dan dikembalikan ke suplai saat gelombang sinusoidal lewat satu siklus periodik penuh.
Maka, daya rata – rata yang diambil oleh suatu rangkaian yaitu jumlah daya yang disimpan dan daya yang dikembalikan selama satu siklus penuh.
jadi, konsumsi daya rata – rata sirkuit akan jadi rata – rata daya sesaat dalam satu siklus penuh dengan daya sesaat. (P) didefinisikan sebagai perkalian dari tegangan sesaat (V) dan oleh arus sesaat (I).
Fungsi pada sinus periodik dan kontinu yaitu daya rata – rata diberikan sepanjang waktu akan sama dengan daya rata – rata yang diberikan pada satu siklus tunggal.
6. Rangkaian Listrik 1 Phase dan 3 Phase
Sistem daya satu fasa dan tiga fasa mengacu pada unit yang memakai daya listrik bolak-balik (AC). Dengan daya AC, aliran arus terus-menerus berganti arahnya.
Bedanya, antara daya AC satu fasa dan tiga fasa yaitu keteguhan pengirimannya. Sistem daya AC fase tunggal memuncak pada tegangan 90⁰ dan 270 with, dengan siklus penuh pada 360⁰.
Dengan puncak dan penurunan dalam tegangan ini, daya gak dikirim pada laju yang konstan.
Dalam sistem 1 Phase:
Ada satu kabel netral dan satu kabel daya dengan arus yang mengalir di antara mereka.
Perubahan siklus dalam besaran dan arah biasanya mengubah aliran dalam arus dan tegangan sekitar 60 kali per detik, tergantung pada kebutuhan khusus suatu sistem.
Dalam sistem 3 Phase:
Ada tiga kabel daya, masing – masing 120⁰ dari fase satu sama lain. Delta dan wye yaitu dua jenis rangkaian yang dipakai buat mempertahankan beban yang sama pada sistem tiga fase.
Masing – masing menghasilkan konfigurasi kabel yang beda. Dalam konfigurasi delta, gak ada kawat netral yang dipakai.
Konfigurasi wye memakai kabel netral dan ground.
NOTE: Dalam sistem tegangan tinggi, kawat netral biasanya gak ada buat sistem tiga fase.
Ketiga fase daya udah memasuki siklus dengan 120⁰.
a. Manfaat Memakai Rangkaian Listrik 1 Phase
- Array luas penggunaan aplikasi.
- Catu daya AC paling efisien sampai 100 watt.
- Lebih sedikit biaya design.
- Design yang kurang rumit.
b. Manfaat Memakai Rangkaian Listrik 3 Phase
- Pengurangan konsumsi tembaga.
- Lebih sedikit risiko keselamatan buat pekerja.
- Biaya penanganan tenaga kerja yang lebih rendah.
- Efisiensi konduktor yang lebih baik.
- Kemampuan buat menjalankan beban daya yang lebih tinggi.
7. Rangkaian Listrik Sederhana
Lampu butuh 2 kabel buat menyala, satu kabel netral dan satunya lagi yaitu kabel hidup. Kedua kabel ini terhubung dari lampu ke panel suplai utama.
Buat memakai kabel warna merah dan hitam buat kabel hidup, dan kabel netral dalam proyek Sirkuit Listrik, dimana kabel warna merah dipakai buat kabel hidup dan kabel warna hitam dipakai buat kabel netral.
Saklar yang dipakai buat mengontrol sirkuit dengan menghidupkan dan mematikan. Ini disediakan di kabel langsung antara pasokan dan beban utama.
Saat saklar hidup, sirkuit listrik ditutup dan lampu menyala dan saat sakelar mati, cahaya akan memutuskan pasokan daya ke beban.
Kabel ini ditaruh dalam kotak yang disebut kotak saklar buat operasi yang lebih baik. Switch wire dan live wire yaitu satu kawat dan cuma dipotong di antaranya buat menghubungkan switch.
Hukum Kirchhoff I
Bunyinya: Pada rangkaian listrik bercabang, jumlah kuat arus yang masuk pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik itu.
Hukum kirchhoff ini pertama kali dikenalkan pada tahun 1845 oleh seorang ahli fisika dari Jerman yaitu Gustav Robert Kirchhoff.
Hukum kirchhoff sendiri berfungsi buat menganalisis arus dan tegangan dalam sebuah rangkaian. Hukum Kirchhoff I merupakan hukum yang berkaitan dengan arah arus pada titik percabangan.
Perbedaan Rangkaian Listrik Seri dan Paralel pada Bentuk Rangkaian
Perbedaan bentuk dari rangkaian seri dan rangkaian paralel ada pada bentuk rangkaian. Bentuk rangkaian dari ke 2 rangkaian ini juga akan menentukan dari komponen yang dipakai buat menyusunnya.
Berikut ini, penjelasan mengenai perbedaan dalam kedua bentuk rangkaian listrik ini, yaitu:
1. Perbedaan Susunan Rangkaian
Bentuk dari susunan rangkaian seri dan paralel akan sangat jelas terlihat dalam sekali pandang. Hal ini ditandai dengan bentuk rangkaian lurus atau bercabang yang ada pada rangkaian.
a. Susunan Rangkaian Seri Terlihat Sederhana
Susunan seri gak mempunyai cabang rangkaian. Aliran listrik dari sumber tegangan (semisal baterai) akan menuju pada hambatan dengan satu kabel.
Jadi, cuma ada satu kabel yang menghubungkan hambatan listrik secara lurus berjajar.
b. Rangkaian Paralel Lebih Terlihat Kompleks
Pada rangkaian paralel, rangkaian terlihat lebih kompleks. Hal ini terjadi karena adanya percabangan pada rangkaian. Jadi, gak cuma akan terlihat satu kabel utuh aja.
Tapi, ada pembagian arah arus yang terjadi menuju hambatan yang letaknya gak lagi dalam satu garis lurus seperti rangkaian seri.
2. Perbedaan pada Komponen yang Dipakai
Bentuk susunan rangkaian seri dan paralel beda, karena jumlah dari komponen yang dipakai juda beda.
Jumlah hambatan yang diberikan ke kedua rangkaian ini bisa disesuaikan dengan kebutuhan. Tapi, secara prinsip dibawah ini penjelasan dari komponen yang dipakai di kedua rangkaian, yaitu:
a. Komponen Seri Lebih Sedikit
Penggunaan komponen yang dipakai cuma sumber tegangan, kabel dan juga hambatan. kalo dalam kehidupan nyata, seperti sumber tegangan, saklar, kabel dan bohlam lampu sesuai kebutuhan.
b. Komponen Paralel Lebih Banyak
Buat rangkaian paralel mempunyai komponen dengan jumlah yang lebih banyak. Saklar yang lebih banyak dari pada di rangkaian seri, dan kabel yang lebih panjang juga.
Perbedaan pada Rumus dalam Mencari Hitungan
Gak cuma pada bentuk rangkaiannya aja yang berbeda, susunan seri dan paralel akan berimbas ke rumus yang dipakai juga loh.
Dalam rumus hitungan mempunyai perbedaan rangkaian seri dan paralel yang berlawanan. Berikut, dibawah ini penjelasan lengkapnya.
1. Kuat Arus dalam Rangkaian Seri dan Paralel
Buat menghitung dari kuat arus di rangkaian seri dan paralel tuh gak sama. Dibawah ini adalah rumus hitungannya.
a. Mencari Kuat Arus pada Rangkaian Seri
Pada rangkaian seri jumlah muatan listrik yang mengalir di setiap hambatan yaitu sama. Jadi, hambatan pada satu titik akan sama dengan di titik yang lain.
Rumusnya: I = I1 = I2 = I3 = I4
b. Mencari Kuat Arus pada Rangkaian Paralel
Pada rangkaian paralel hitungan buat mencari rumusan kuat arus gak sama dengan dirangkaian seri. Tapi, kuat arus total pada rangkaian paralel yaitu hasil dari penambahan kuat arus yang ada pada hambatan.
Rumusnya: I = I1 + I2 + I3 + I4
2. Kuat Tegangan pada Rangkaian Seri dan Paralel
Tegangan yaitu besarnya energi potensial (V) dalam sebuah medan listrik yang mempunyai satuan volt.
Dalam rangkaian seri, energi potensial akan beda antara satu titik dengan titik yang lain. Sedangkan, buat rangkaian paralel gak begitu.
a. Kuat Tegangan Rangkaian Seri
Pada rangkaian seri, energi potensial atau tegangan gak bisa disamakan nilainya seperti cuma dengan kuat arus.
Buat mencari besarnya energi potensial atau tegangan total yaitu dengan memakai rumus berikut ini.
Rumusnya: V = V1 + V2 + V3 + V4
b. Kuat Tegangan Rangkaian Paralel
Pengukuran tegangan pada rangkaian paralel yaitu sama buat semua titik. Energi potensial total akan sama nilainya dengan energi potensial yang ada pada semua titik.
Rumusnya: V = V1 = V2 = V3 = V4
3. Besar Hambatan pada Kedua Rangkaian
Di rangkaian seri dan paralel, hambatannya bisa diketahui dengan melakukan perbandingan antara tegangan dan kuat arus listrik yang lewat suatu titik dalam satu rangkaian.
a. Besar Hambatan Rangkaian Seri
Rangkaian seri, jumlah hambatan total yaitu penjumlahan dari seluruh hambatan dalam rangkaian listrik.
Rumusnya: R = R1 + R2 + R3 + R4
b. Besar Hambatan Rangkaian Paralel
Hambatan pada rangkaian listrik paralel gak sama antara satu titiknya. Hal ini terjadi karena, dalam rangkain listrik paralel terjadi percabangan.
Rumus hambatan total: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4
Perbedaan pada Keunggulan dan Kelemahan Rangkaian
Perbedaan pada rangkaian seri dan paralel di keunggulan dan kelemahan dari rangkaian tersebut, yaitu sebagai berikut:
1. Keunggulan Rangkaian Seri dan Paralel
Berikut, ada beberapa keunggulan dari rangkaian Seri dan Paralel.
a. Keunggulan Rangkaian Seri
- Rangkaian seri akan memakai lebih sedikit komponen dari pada di rangkaian paralel.
- Mempunyai kemampuan deteksi lebih cepat kalo terjadi kerusakan.
- Mempunyai kuat arus listrik yang mengalir adalah sama dan lebih hemat listrik.
b. Keunggulan Rangkaian Paralel
- Kalo satu hambatan berpengaruh gak akan membuat masalah di hambatan yang lain.
- Mempunyai energi potensial yang sama pada setiap titik rangkaian.
- Kalo dipakai pada pemasangan bohlam dalam rangkaian, maka nyala bohlam gak berbeda antara yang terdekat sampai yang terjauh dari sumber tegangan.
2. Kelemahan Rangkaian Seri dan Paralel
Berikut, dibawah ini ada beberapa kelemahan dari suatu rangkaian Seri dan Paralel.
a. Kelemahan Rangkaian Seri
- Mempunyai energi potensial yang beda, jadi kalo dipakai pada rangkaian bohlam memberikan nyala yang gak sama.
- Bohlam terjauh dari sumber tegangan mempunyai nyala yang lebih redup. Karena, mempunyai satu sumber listrik maka kalo salah satu komponen mati menyebabkan seluruh komponen juga mati.
b. Kelemahan Rangkaian Paralel
- Lebih boros listrik dan pemakaian komponen penyusun.
- Mempunyai kuat arus yang berbeda di antara satu titik dengan titik yang lain.
Insyaallah! Bisa membantu kalian semua 😀
