Pada suatu rangkaian listrik, hambatan listrik juga dapat dipasang secara seri dan paralel seperti halnya pada lampu dan baterai. Pola pemasangan hambatan listrik ini ternyata juga memengaruhi besar arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian listrik.
Rangkaian Hambatan Seri
Misalkan tiga buah hambatan yang masing-masing R1, R2, dan R3 dirangkai seri. Susunan seri itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan.
Pada rangkaian seri besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya adalah sama. Jika kuat arus yang lewat hambatan R1 adalah I1, kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2, dan kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3, sedangkan kuat arus yang keluar dari sumber I’, maka berlaku:
I1 = I2 = I3 = I
Jika beda potensial di titik A dan titik B adalah V1, beda potensial di titik B dan titik C adalah V2 dan beda potensial di titik C dan titik D adalah V3, maka berlaku,
V1 ≠ V2 ≠ V3
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk susunan/rangkaian seri. Jika arus listrik adalah muatan yang bergerak per satuan waktu, sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik, maka,
Q1 = Q2 = Q3 = Q
Maka
R = R1 + R2 + R3 + … + Rn
Dengan memperhatikan persamaan tersebut, selama tidak ada penambahan atau pengurangan muatan di dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan listrik.
Hukum kekekalan muatan listrik menyatakan bahwa di dalam sistem tertutup, muatan listrik tidak diciptakan atau dimusnahkan, melainkan hanya mengalami perpindahan dari satu benda ke benda lainnya.
Rangkaian Hambatan Paralel
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1, R2, dan R3 dirangkai paralel. Kemudian susunan paralel ketiga hambatan itu dihubungkan dengan sumber tegangan.
Pada rangkaian paralel, sebagaimana digambarkan di atas, terdapat dua titik, yaitu A dan B. Titik A dan titik B disebut sebagai titik percabangan. Kita sebelumnya telah mengetahui bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan, titik A, sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan, titik B. Oleh karena itu,
Pada titik percabangan A:
I = I1 + I2 + I3
Di mana I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan.
Berkaitan dengan muatan dan arus listrik, maka persamaan di atas dapat ditulis juga dengan,
Q = Q1 + Q2 + Q3
Pada titik percabangan B:
I1 + I2 + I3 = I’ atau Q1 + Q2 + Q3 = Q’
Maka,
Di mana I’ adalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan, dan Q’ adalah muatan yang keluar dari percabangan.
Hukum I Kirchoff menyatakan bahwa, dalam satuan waktu yang sama, jumlah kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau muatan yang keluar dari percabangan.
Sepanjang tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar, maka besarnya muatan total dan arus total adalah tetap. Perlu diperhatikan bahwa pada rangkaian paralel, beda potensial tiap-tiap cabang besarnya sama.
V1 = V2 = V3 = VAB
No comments:
Post a Comment