RANGKAIAN DASAR LISTRIK beserta soal dan jawab

Rangkaian Serie

• Tegangan (voltage)

Tegangan kalau diserie akan berlaku rumus :

Vt = V1 + V2 + V3 + ….. Vn

Dimana: V = Voltage total serie.

V1-n = Voltage masing -masing.

• Hambatan (resistansi)

Hambatan dirangkaikan secara parallel akan berlaku rumus:

Rt = R1 + R2 + R3 + ….. Rn

Dimana : Rt = Hambatan total serie.

Rt – n = Hambatan masing – masing.

• Arus

Arus listrik yang mengalir dalam rangkaiabn serie dirumuskan dengan :

It = I1 = I2 = I3 = ….. In

Dimana :

It = Arus total.

I1 – n = Arus masing –masing yang mengalir pada rangkaian.

Rangkaian Parallel

• Tegangan (voltage)

Tegangan sumber dirangkai parallel berlaku rumus :

Vt = V1 = V2 = V3 = …. Vn

Dimana :

Vt = Tegangan total parallel.

V1 – n = Tegangan masing-masing sumber.

• Hambatan (resistansi)

Hambatan dirangkaikan secara parallel akan berlaku rumus :

1/Rt = 1/R1 +1/R2 + 1/R3 …. 1/Rn

Dimana :

Rt = Hambatan total parallel.

R1 – n = Hambatan masing – masing sumber.

 

• Arus

Arus listrik yang mengalir dalam rangkaian parallel dirumuskan dengan :

It = I1 + I2 + I3 …. In

Dimana :

It = Arus total parallel.

I1 – n = Arus yang masing – masing rangkaian.

Contoh Soal

1. Sirkuit Serie (a)

Diketahui : Sebuah sumber 12 volt dihubungkan serie dengan dua buah hambatan masing – masing 2 ohm dan 4 ohm.

Hitung : a. Berapa besarnya arus yang mengalir dari sumber?

b Berapa besarnya voltage yang hilang (voltage drop) pada masing–masing hambatan ?

Jawab:

Rt = 2 + 4 = 6 ohm.

a. It = V/Rt = 12/6 = 2 Ampere.

b. Vd₁ = I₁ x R₁ = 2 x 2 = 4 volt.

Vd₂ = I₂ x R₂ = 2 x 4 = 8 volt.

2. Sirkuit serie (b)

Diketahui : Sebuah sumber 12 volt dihubungkan serie dengan dua buah hambatan masing–masing 24 w/12 v dan 12 w/12 v.

Hitung: Berapa tenaga masing–masing lampu tersebut ?

Jawab:

Lampu 1 :

Arus yang diminta:    IL₁ = WL₁/VL₁ = 24/12 = 2 ampere

Hambatan lampu 1: RL₁ = VL₁/IL₁ = 12/2 = 6 ohm

Lampu 2 :

Arus yang diminta:    IL₂ = WL₂/VL₂ = 12/2 = 1 ampere

Hambatan lampu 2: RL₂ = VL₂/IL₂ = 12/1 = 12 ohm.

Rt = RL₁ + RL₂ = 6 + 12 = 18 ohm.

It = Vt/Rt = 12/18 = 0.66 Ampere.

W1 = ( It )² x RL₁              W2 = ( It )² x RL₁

= ( 0.66 )² x 6                  = ( 0.66 )² x 12

= 2,6 Watt                                = 5,2 Watt

 

3. Sirkuit Parallel (a)

Diketahui : Sebuah sumber 12 volt dihubungkan parallel dengan dua buah resistor masing–masing besarnya 6 ohm dan 3 ohm.

Hitung : a. Berapa besarnya arus yang mengalir dari sumber?

b. Berapa besarnya arus yang mengalir di masing–masing resistor?

Jawab :

1/Rt = 1/R₁ +1/R₂ = 1/6 + 1/3 = 3/6

Rt = 6/3 = 2 ohm.

a.  It = V/Rt = 12/2 = 6 Ampere.

b.  I₁ : I₂ = R₂ : R₁ = 3 : 6

I₁ = 3/9 x 6 = 2 Ampere

I₂ = 6/9 x 6 = 4 Ampere

4. Sirkuit Parallel (b)

Diketahui : Sebuah sumber 12 volt dihubungkan parallel dengan dua buah lampu masing–masing 24 W / 12 V dan 12 W / 12 V.

Hitung : Tenaga pada masing-masing lampu!

Jawab:

Lampu 1 :

Arus yang diminta:    IL₁ = WL₁ /VL₁ = 24/12 = 2 ampere

Tahanan lampu 1:     RL₁ = VL₁ /IL₁ = 12/2 = 6 ohm.

Lampu 2 :

Arus yang diminta:    IL₂ = WL₂ /VL₂ = 12/2 = 1 ampere

Hambatan lampu 2: RL₂ = VL₂ /IL₂ = 12/1 = 12 ohm

 

1/Rt = 1/6 +1/12 + 2/12 + 1/12 = 3/12

Rt = 12/3 = 4 ohm

It = 12/4 = 3 Ampere

IL₁ : IL₂ = R₂ : R₁ = 12 : 6

 

IL₁ = 12/18 x 3 = 2 Ampere

IL₂ = 6/18 x 3 = 1 Ampere

Tenaga pada:

Lampu 1:                W₁ = ( IL₁ ) ² x R₁ = 2 ² x 6

W₁ = 24 watt

W₂ = 1 ² x 12

W₂ = 12 watt

 

5. Sirkuit Gabungan (Serie-Parallel)

Dalam sirkuit gabungan (serie – parallel) untuk menghitung tahanan total arus yang mengalir dan tegangannya, memakai rumus gabungan serie parallel. Cara menghitung yang paling mudah, diselesaikan dulu rangkaian parallelnya dan kemudian diselesaikan rangkaian seluruhnya serie. Contoh sirkuit gabungan serie – parallel.

Diketahui : Sebuah sumber 12 volt dihubungkan dengan 3 buah resistor

Hitung : a. Berapa besarnya arus yang mengalir dari sumber ?

b. Berapa besarnya arus yang mengalir pada R1 dan R2 ?

c. Berapa besarnya voltage drop pada masing-masing resistor?

Jawab :

1/_R2,3 = 1/6 + 1/3 = 3/6

R_2,3 = 6/3 = 2 ohm.

Rt = r₁ + _R2,3 = 2 + 2 = 4 ohm.

a. It = Vt/Rt = 12/4 = 3 Ampere.

b. I₂ : I₃ = R₃ : R₂ = 3 : 6

I₂ = 3/9 x 3 = 1 Ampere

I₃ = 6/9 x 3 = 2 Ampere

c. Voltage drop pada R1 :

Vd₁ = It x R₁ = 3 x2 = 6 volt

Vd_2,3 = It x R_2,3 = 3 x2 = 6 volt

Besarnya voltage drop pada hambatan yang dihubungkan parallel adalah sama meskipun hambatan yang diparallelkan berbeda-beda.