Laporan Praktikum Fisika tentang Rangkaian Hambatan Seri dan Paralel

RANGKAIAN HAMBATAN SERI DAN PARALEL

4.1. Dasar Teori

Rangkaian merupakan suatu kesatuan komponen elektrik yang saling dihubungkan dan dirangkai dengan sumber tegangan menjadi satu satu yang memiliki fungsi yang sama.

Secara umum, rangkaian hambatan dikelompokan menjadi rangkaian hambatan seri, hambatan paralel maupun hambatan campuran.Untuk membuat rangkaian hambatan seri maupun paralel minimal diperlukan dua hambatan atau lebih. Adapun untu membuat rangkaian hambatan campuran (seri-paralel) minimal diperlukan tiga hambatan. Jenis-jenis rangkaian hambatan tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.

Rangkaian hambatan seri adalah dua hambatan atau lebih yang disusun secara berurutan atau teratur. Hambatan yang disusun seri akan membentuk rangkaian listrik tak bercabang. Kuat arus yang mengalir disetiap titik bersarnya sama. Tujuan rangkaian hambatan seri untuk memperbesar nilai hambatan listrik dan membagi beda potensial dari sumber tegangan. Rangkaian hambatan seri dapat diganti dengan sebuah hambatan yang disebut hambatan pengganti seri (Rs). Tiga buah lampu masing masing hambatannya R1, R2, dan R3 disusun seri dihubungkan dengan baterai yang tegangannua V dibagikan ketiga hambatan masing-masing V1,V2 dan V3 sehingga berlaku :

V = V1 + V2 + V3 ....................................................     (Persamaan 4.1)

         Keterangan :

         V(total) = Tegangan rangkaian seri (volt)

         V1 = Tegangan ke-1 rangkaian seri (volt)

         V2 = Tegangan ke-2 rangkaian (volt)

         V3 = Tegangan ke-3 (volt)

Berdasarkan Hukum I Kirchoff pada rangkaian seri (tak bercabang) berlaku sebagai berikut :

         I = I1 = I2 = I3 .......................................................................(Persamaan 4.2)

        

         Keterangan :

         I(total) = Kuat arus total rangkaian seri (Ampere)

         I1   = Kuat Arus ke-1 rangkaian seri (Ampere)

         I2   = Kuat Arus ke-2 rangkaian seri (Ampere)

         I3   = Kuat Arus ke-3 rangkaian seri (Ampere)

Berdasarkan Hukum Ohm, besarnya hambatan pengganti seri merupakan penjumlahan besar hambatan yang dirangkai seri. Apabila ada n buah hambatan masing-masing besarnya R1, R2, .... Rn dirangkai seri maka hambatan dirumuskan:

         Rs = R1 + R2 + R3 + Rn.             ........................................................(Persamaan 4.3)

           

       Keterangan :

       Rs = Hambatan total rangkaian seri (Ohm)

       R1 = Hambatan ke-1 rangkaian seri (Ohm)

       R2 = Hambatan ke-2 rangakaian seri(Ohm)

       R3 = Hambatan ke-3 rangkaian seri (Ohm)

       Rn = Hambatan ke-n rangkaian seri (Ohm)

Rangkaian hambatan paralel adalah dua hambatan atau lebih yang disusun secara bercabang titik-titik rangkaiannya. Hambatan yang disusun paralel akan membentuk rangkaian listrik bercabang dan memiliki lebih dari satu jalur arus listrik. Susunan hambatan paralel dapat diganti dengan sebuah hambatan yang disebut dengan hambatan pengganti paralel (Rp). Rangkaian hambatan paralel berfungsi untuk membagi arus listrik. Tiga buah lampu masing-masing hambatannya R1, R2, dan R3 disusun paralel dihubungkan dengan baterai yang tegangannya V menyebabkan arus listrik yang mengalir I terbagi oleh cabang. Besar kuat arus I1, I2, dan I3 yang mengalir pada masing-masing lampu yang hambatannya masing-masing R1, R2 dan R3 sesuai dengan Hukum Ohm dirumuskan :

        I = v/R             ..................................................................................... (Persamaan 4.4)

               

                Keterangan :

                I = Kuat Arus (Ampere)

                v = Tegangan (Volt)

                R = Hambatan (Ohm)

Berdasarkan Hukum I Kirchoff pada rangkaian paralel berlaku sebagai berikut :

         I = I1 + I2 + I3 .......................................................................(Persamaan 4.5)

        

         Keterangan :

         I(total) = Kuat arus total rangkaian paralel (Ampere)

         I1   = Kuat Arus ke-1 rangkaian paralel (Ampere)

         I2   = Kuat Arus ke-2 rangkaian paralel (Ampere)

         I3   = Kuat Arus ke-3 rangkaian paralel (Ampere)

Ujung-ujung hambatan R1, R2 dan R3 dan E masing-masing bertemu pada satu titik percabangan. Besar beda potensial (tegangan) seluruhnya sama sehingga berlaku:

              V = V1 = V2 = V3         ........................................................................(Persamaan 4.6)

               

                Keterangan :

                V(total) = Tegangan hambatan rangkaian paralel (Volt)

                V1 = Tegangan ke-1 paralel (Volt)

                V2 = Tegangan ke-2 paralel (Volt)

                V3 = Tegangan ke-3 paralel (Volt)

     Jika ada n buah hambatan masing-masing R1, R2,R3,...., Rn hambatan penganti paralel dari n buah hambatan secara umum dirumuskan:

               

...............................................(Persamaan 4.7)

              

             Keterangan :

                Rp = Hambatan rangkaian paralel (Ohm)

                R1 = Hambatan ke-1 paralel (Ohm)

                R2 = Hambatan ke-2 paralel (Ohm)

                R3 = Hambatan ke-3 paralel (Ohm)

Selama memiliki kelemahan, rangkaian yang disusun secara paralel juga memiliki kelebihan. Salah satunya apabila komponen rusak atau mati, maka komponen lainnya akan tetap berfungsi tanpa gangguan sama sekali. Rangkaian seri dan paralel juga dapat digabung menjadi satu sehingga menjadi rangkaian seri-paralel. Arus listrik yang mengalir dari power supply akan berjalan melalui lampu yang ada, meskipun jalan yang dilalui berbeda tetap dapat dinyalakan. Maka akan mempengaruhi hambatan yang apabila salah satunya putus atau dinyalakan, maka memngaruhi hambatan yang lain sehingga akan lebih boros daripada paralel contoh pada senter dan lampu mobil. Contoh lainnya yakni rangkaian seri baterai yang paling sering ditemukan adalah penggunaan baterai dalam lampu senter atau remote control televise. 

Hasil Pengamatan

Tabel 4.1.

Hasil Pengamatan Rangkaian Seri

Hambatan	I	I1	I2	V	V1	V2	V1 + V2
47Ω dan 56Ω	0,087 A	0,085 A	0,082 A	9 v	4 v	4,6 v	8,6 v
56Ω dan 100Ω	0,055 A	0,057 A	0,056 A	9v	3,2 v	9,6 v	8,8 v

Tabel 4.2.

Hasil Pengamatan Rangkaian Seri

Hambatan	R = V/I	R1 = V1/I1	R2 = V2/I2	R1 + R2
47Ω dan 56Ω	103,44Ω	47,05Ω	56,09Ω	103,14Ω
56Ω dan 100Ω	157,89Ω	56,14Ω	100Ω	156,14Ω

Tabel 4.3.

Hasil Pengamatan Rangkaian Paralel

Hambatan	I	I1	I2	I1 + I2	V	V1	V2
47Ω dan 470Ω	0,0112 A	0,127 A	0,0127 A	0,13947 A	2,5 v	5 v	6 v

Tabel 4.4.

Hasil Pengamatan Rangkaian Paralel

Hambatan	R = V/I	R1 = V1/I1	R2 = V2/I2	I/R	I1/R1 + I2/R2
47Ω dan 470Ω	517,85 Ω	47,24 Ω	472,44 Ω	0,0000216	0,00270

4.3.    Kesimpulan

               Adapun kesimpulan yang didapatkan dalam praktikum kali ini adalah sebagai berikut:

1. Pada rangkaian hambatan seri dialirkan dengan arus yang sama dikarenakan arus listrik tersebut melalui satu arah saja. Berbeda dengan rangkaian hambatan paralel, arus yang masuk dengan arus yang keluar menghasilkan nilai yang berbeda dikarenakan arus listrik tersebut melalui cabang.

2. Perbedaan rangkaian hambatan seri memiliki hasil hambatan total yang besar dibandingkan hasil hambatan total dari rangkaian paralel. Hal ini disebabkan disaat perhitungan berlangsung. Kesalahan pada nilai hambatan yang berbeda disebabkan oleh kesalahan perhitungan dan ketidaktelitian dalam membaca multimeter.