A. Pengertian Arus Listrik
dan Beda Potensial
Ada beberapa azas penting
yang perlu kita ingat dan pahami kembali, yaitu sebagai berikut :
·
terdapat dua jenis muatan listrik, yaitu muatan
positif dan muatan negatif;
·
muatan
positif ada pada inti atom, sedangkan muatan negatif ada
pada elektron;
·
elektron
dapat berpindah dari satu atom ke atom lain, sedangkan inti tidak dapat
berpindah;
·
atom-atom
penghantar (konduktor) memiliki elektron-elektron bebas yang sangat mudah
berpindah dari satu tempat ke tempat lain di dalam penghantar itu;
·
muatan
listrik dapat bergerak (mengalir) jika ada beda potensial (tegangan).
Dari beberapa azas tersebut, kita dapat mengatakan
bahwa arus listrik ditimbulkan oleh muatan listrik yang berpindah atau muatan
listrik yang bergerak. Bila dalam suatu penghantar terus-menerus terjadi
perpindahan muatan atau elektron, maka berarti dalam penghantar itu terjadi
arus listrik.
Mengalirnya arus listrik kejadiannya serupa dengan
mengalirnya air. Air selalu mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang
lebih rendah. Jadi agar terjadi arus listrik pada suatu penghantar maka
ujung-ujung kawat penghantar itu harus dibuat
berbeda potensialnya : ujung yang satu
potensialnya harus lebih tinggi dari pada ujung yang lain. Beda
potensial yang menyebabkan terjadinya arus listrik, sering disebut juga
tegangan listrik.
1. Kuat
Arus Listrik
Kuat arus listrik (sering hanya disebut arus saja)
didefinisikan sebagai jumlah muatan yang mengalir melalui penampang suatu kawat
penghantar persatuan waktu. Jadi, bila sejumlah muatan q mengalir melalui
panampang penghantar dalam waktu t, maka kuat arus i yang mengalir besarnya :
Dengan :
q = jumlah muatan yang mengalir (coulomb)
t = waktu (detik)
i = kuat arus listrik (ampere, disingkat A)
1 ampere = 1 coulumb/detik
Contoh:
Pada sebuah kawat penghantar, setiap menitnya
mengalir muatan sebesar 3200µC. Hitunglah:
a. kuat
arus yang mengalir!
b. banyaknya
elektron yang mengalir!
Penyelesaian:
Diket : q = 3200µC =
3,2 x 10-3C
t = 1
menit = 60 detik
Dit : i = …?
Jawab:
a. Kuat
arus yang mengalir
I =
=
3 =
5,3 × 10-5 ampere
b. besarnya
muatan satu electron
e = 1,6 ×10-19 coulomb
maka banyaknya electron yang mengalir
2. Hukum
Ohm dan Hambatan Listrik
a. Hambatan
Listrik
Percobaan-percobaan
yang teliti menunjukkan bahwa hambatan suatu penghantar besarnya:
·
Sebanding dengan panjang penghantar (l). Artinya,
semakin panjang kawat maka hambatannya semakin besar.
·
Berbanding terbalik dengan luas penampang
penghantar (A). Artinya, semakin luas penampang penghantar maka hambatannya
semakin kecil.
·
Sebanding dengan hambatan jenis dari bahan kawat
(ρ). Artinya, jika kawat penghantar memiliki hambatan jenis yang besar maka
hambatan penghantar dari bahan itu besar.
Ketentuan tersebut
dinyatakan dengan persamaan :
Dengan :
ρ = hambatan jenis kawat penghantar (ohm . m)
I = panjang kawat penghantar (m)
A = luas penampang kawat (m2)
R = hambatan kawat penghantar (ohm atau Ω)
b. Pengaruh
Suhu terhadap Hambatan Jenis
Hambatan suatu penghantar ternyata dipengaruhi juga oleh
suhu penghantar. Hal itu disebabkan, hambatan jenis suatu kawat
penghantar akan berubah jika suhunya berubah. Hambatan jenis penghantar akan
berubah secara linear jika terjadi perubahan suhu, yang ditunjukkan dengan
persamaan:
ρo = ρt ( 1+α Δt)
dengan:
ρo = hambtan jenis penghantar mula-mula (ohm . m)
ρt = hambatan jenis penghantar setelah suhunya
berubah (ohm . m)
α = koefisien suhu (per ºC)
Δt = perubahan suhu (ºC)
Karena hambatan
penghantar ditentukan oleh besarnya hambatan jenis, maka besarnya hambatan
selain ditentukan oleh panjang dan luas penampang, juga ditentukan oleh suhu.
Hubungan antara hambatan dan suhu dinyatakan dengan persamaan:
Ro = Rt
(1+α Δt)
dengan:
Ro
= hambatan penghantar mula-mula (ohm)
Rt
= hambatan penghantar setelah suhunya berubah (ohm)
Semakin tinggi suhu
suatu penghantar, hambatannya semakin besar. Hal itu disebabkan, hambatan jenis
suau penghantar akan bertambah besar apabila suhunya meningkat.
Contoh :
Sebuah bola lampu yang
memiliki hambatan 440Ω dipasang pada suatu tegangan 220V. Berapakah kuat arus
yang mengalir lampu itu?
Penyelesaian:
Diket : R = 440 Ω
V = 220V
Dit : i = …?
Jawab :
I =
B. Hambatan Kawat
Percobaan-percobaan yang
teliti menunjukan bahwa hambatan suatu penghantar besarnya:
1. Sebanding
dengan panjang kawat penghantar. Artinya makin panjang penghantar, makin besar
hambatannya;
2. Bergantung
pada jenis bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat); dan
3. Berbanding
terbalik dengan luas penampang kawat, artinya makin kecil luas penampang, makin
besar hambatannya. Jika panjang kawat dilambangkan ℓ, hambatan jenis ρ, dan
luas penampang kawat A. Secara matematis, besar hambatan kawat dapat
ditulis :
Dengan :
R = hambatan kawat (ohm)
ρ = hambatan jenis (Ω m)
l = panjang kawat penghantar (m)
A = luas penampang kawat (m2)
Nilai hambatan suatu
penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya. Beda potensial hanya dapat
mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui
sangat panjang, kuat arusnya akan berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan
energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus listrik pada penghantar
panjang. Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik turun. Makin panjang
penghantar, makin besar pula penurunan tegangan listrik.
Tabel
Hambatan jenis beberapa zat
C. Hubungan Panjang Kawat
dan Hambatan dalam Rangkaian Listrik
Setiap rangkaian listrik
selalu menggunakan kawat penghantar. Kawat penghantar yang panjang memberikan
hambatan listrik yang besar. Hal ini bisa dijelaskan dengan Hukum Ohm.
1. Hukum
Ohm
Hambatan atau disebut juga
tahanan atau resistansi adalah sesuatu yang sering dibicarakan dalam bidang
fisika elektronika. Apa sebenarnya fungsi dari hambatan tersebut? Dari data
pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang menarik antara kuat arus dan
hambatan. Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat arus akan menurun untuk beda
potensial yang tetap, sehingga bisa ditulis,
Persaman di atas menunjukkan
bahwa hambatan berbanding terbalik dengan kuat arus. ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan
maka hubungan antara kuat arus dan beda potensial adalah berbanding lurus,
dengan kata lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya. Secara matematika dapat ditulis,
Penggabungan
ke dua persamaan dapat ditulis,
Persamaan
di atas disebut hukum Ohm, dengan R adalah hambatan yang dinyatakan dalam
satuan ohm ditulis dalam simbol Ω
(omega). Berdasarkan Hukum Ohm 1, ohm
didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian yang
dilewati kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt. Oleh karena
itu, kita dapat mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara
beda potensial dan kuat arus.
Definisi satu ampere adalah satu coulomb
muatan yang bergerak melalui sebuah titik dalam satu sekon. Arus listrik dapat
terjadi apabila di dalam sebuah rangkaian terdapat beda potensial. Hubungan
linier antara kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda
potensial makin besar kuat arusnya. Hubungan kesebandingan antara beda
potensial dan kuat arus perlu adanya faktor pembanding yang disebut hambatan.
Pada sebuah percobaan hukum Ohm, diperoleh grafik seperti pada gambar di bawah ini!
Pada sebuah percobaan hukum Ohm, diperoleh grafik seperti pada gambar di bawah ini!
Dari grafik tersebut, tentukan besar hambatan
yang digunakan!
Perhatikan
tabel di bawah ini!
Bila
hambatan makin besar, untuk tegangan yang sama, kuat arus listrik makin kecil.
Jadi pemakaian kawat penghantar yang terlalu panjang dalam suatu rangkaian
listrik akan menurunkan kuat arus listrik sehingga pemakaian energi listrik
untuk alat-alat listrik dalam rangkaian kurang efektif.
D. Hukum Kirchhoff I
Arus listrik bila mengalir
bagaikan aliran air yaitu dari dataran lebih tinggi ke dataran lebih rendah
atau arus listrik itu merupakan aliran arus dari potensial tinggi disebut kutub
positif melalui kabel (rangkaian luar) menuju potensial rendah yang disebut
kutub negatif.
Dalam alirannya, arus
listrik juga mengalami cabang-cabang. Ketika arus listrik melalui percabangan
tersebut, arus listrik terbagi pada setiap percabangan dan besarnya tergantung
ada tidaknya hambatan pada cabang tersebut. Bila hambatan pada cabang tersebut
besar maka akibatnya arus listrik yang melalui cabang tersebut juga mengecil
dan sebaliknya bila pada cabang, hambatannya kecil maka arus listrik yang
melalui cabang tersebut arus listriknya besar.
Jumlah kuat arus yang masuk
ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik
percabangan tersebut. Pernyataan itu sering dikenal sebagai Hukum Kirchhoff I karena
dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff.
Maka
diperoleh persamaan :
I1 + I2 = I3 + I4 + I5
S I masuk = S I keluar
Skema diagram untuk Hukum I Kirchhoff
Rangkaian
untuk menyelidiki kuat arus yang masuk dan keluar dari suatu titik
percabangan.
Contoh soal:
A
|
Perhatikanlah titik simpul A dari suatu rangkaian listrik seperti tampak pada gambar!
Kuat arus I1 = 10 A, I2
= 5 A arah menuju titik A.
Kuat arus I3 = 8 A arah keluar
dari titik A
Berapakah besar dan arah kuat arus I4?
Penyelesaian: menurut Hukum Kirchhoff I = SI masuk = SIkeluar Selanjutnya
SImasuk
= I1 + I2 = 10 + 5 = 15 ampere.
I3 = 8 A arahnya keluar dari titik
A berarti I4 pastilah berarah keluar sehingga:
SIkeluar = I3 + I4 = 8 +
I4
Akhirnya: SImasuk = SIkeluar
I1 + I2 = I3
+ I4
I5 = 8 + I4
I4 = 15 – 8 = 7 A
I4 = 7 ampere arahnya keluar dari
titik A
Rangkaian Listrik
1.
Rangkaian Listrik Terbuka dan
Tertutup
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik
terbuka dan rangkaian listrik tertutup. Rangkaian listrik terbuka adalah
rangkaian listrik yang memiliki ujung-ujung rangkaian. Contoh rangkaian terbuka
dapat kalian lihat pada Gambar berikut:
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik
yang tidak memiliki ujung-ujung rangkaian. Di dalam rangkaian listrik tertutup
ini arus listrik dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian. Contoh rangkaian listrik tertutup secara sederhana
dapat dilihat pada Gambar berikut:
2.
Rangkaian Seri dan Paralel
Rangkaian listrik
juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak bercabang dan
rangkaian bercabang. Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian seri.
Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel.
a.
Rangkaian
Seri
Misal tiga
buah hambatan yang masing-masing R1, R2, dan R3
dirangkai seri. Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan
sumber tegangan, lihat pada Gambar berikut:
Telah kita
ketahui bahwa pada rangkaian seri besarnya arus listrik yang mengalir di setiap
titik besarnya sama. Apabila 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 B adalah V1,
beda potensial di titik B dan C adalah V2 dan beda potensial di
titik C dan D adalah V3, maka berlaku,
V1 ≠ V2 ≠ V3
Kedua persamaan di
atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk susunan seri. Dengan
mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang bergerak per satuan
waktu, sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik. Oleh karena itu
dapat ditulis,
Q1 = Q2 = Q3 = Q
Q1 = Q2 = Q3 = Q
Dengan
memperhatikan persamaan tersebut, selama tidak ada penambahan atau pengurangan
muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan listrik.
b. Rangkaian Paralel
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1, R2, dan R3 dirangkai secara paralel. Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan, lihat Gambar di atas. Pada rangkaian paralel terdapat dua titik, yaitu A dan titik B. Titik A dan titik B disebut titik percabangan. Telah kita ketahui 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,
a)
Pada
titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk
ke percabangan. Berkaitan dengan muatan dan arus listrik, maka persamaan di
atas dapat ditulis bahwa,
b)
Pada
titik percabangan B
Dengan I’ adalah
jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan, dan Q’
adalah muatan yang keluar dari percabangan.
c)
I = I’
Dari a - b dapat disimpulkan 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.
Pernyataan ini disebut Hukum Kirchhoff I.
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan total dan arus total adalah tetap, disebut hukum kekekalan muatan listrik. Satu hal yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang besarnya sama.
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan total dan arus total adalah tetap, disebut hukum kekekalan muatan listrik. Satu hal yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang besarnya sama.
E. Hukum Kirchhoff II
Pemakaian Hukum II Kirchhoff
pada rangkaian tertutup yaitu karena ada rangkaian yang tidak
dapat disederhanakan menggunakan kombinasi seri dan paralel.
Umumnya ini terjadi jika dua atau lebih ggl di dalam rangkaian yang
dihubungkan dengan cara rumit sehingga penyederhanaan
rangkaian seperti ini memerlukan teknik
khusus untuk dapat menjelaskan atau mengoperasikan rangkaian tersebut.
Jadi Hukum Kirchhoff II merupakan solusi bagi rangkaian-rangkaian
tersebut yang berbunyi:
Di dalam sebuah rangkaian tertutup, jumlah aljabar gaya
gerak listrik (e) dengan penurunan
tegangan (IR) sama dengan nol.
Dirumuskan: S
e
+ S
IR = 0
1.
Rangkaian dengan satu
loop
Pada gambar 12 berikut menunjukkan rangkaian sederhana dengan satu loop. Pada
rangkaian tersebut, arus listrik yang mengalir adalah sama, yaitu I (karena pada
rangkaian tertutup). Dalam menyelesaikan persoalan di dalam loop
perhatikan hal-hal berikut ini!
a. Kuat
arus bertanda positif jika searah dengan loop dan bertanda negatif jika berlawanan
dengan arah loop.
b.
GGL bertanda positif
jika kutub positipnya lebih dulu di jumpai loop dan sebaliknya GGL negatif jika kutub
negatif lebih dulu di jumpai loop. Misalkan
kita ambil arah loop searah dengan arah I, yaitu : a-b-c-d-a.
Misalkan kita ambil arah loop searah dengan
arah I, yaitu a-b-c-d-a
Rangkaian dengan
satu loop
Kuat arus listrik I di atas dapat ditentukan
dengan menggunakan Hukum Kirchhoff II : S e + S IR =
0
– e1 + e2 + I (r1 + r2 + R) = 0
Jika harga e1, e2, r1, r2 & R
diketahui maka kita akan dapat menentukan harga I-nya.
2.
Rangkaian dengan dua
loop atau lebih
Rangkaian yang memiliki dua loop atau lebih
disebut juga rangkaian majemuk. Langkah-langkah
dalam menyelesaikan rangkaian majemuk ini adalah sebagai berikut:
Rangkaian dengan dua
loop
a. Gambarlah
rangkaian listrik dari rangkaian majemuk tersebut.
b. Tetapkan
arah kuat arus untuk tiap cabang.
c. Tulislah
persamaan-persamaan arus untuk tiap titik cabang dengan menggunakan Hukum Kirchhoff
I.
d. Tetapkan
loop beserta arahnya pada setiap rangkaian tertutup.
e. Tuliskan
persamaan-persamaan untuk setiap loop dengan menggunakan persaman Hukum II
Kirchhoff.
f. Hitunglah
besaran-besaran yang ditanyakan dengan menggunakan persamaan huruf e di
atas.
Contoh soal:
Mula-mula dengan rangkaian listrik yang
terdiri dari satu loop!
Perhatikanlah soal rangkaian tertutup
yang terdiri dari satu loop pada gambar di bawah ini!
e
=
ggl
baterai
r =
hambatan
dalam baterai
R =
hambatan
luar
e
=
24
V r1 = 1 Ω R1 = 20 Ω
e
=
12
V r2 = 1 Ω R2 = 15 Ω
e
=
6
V r3 = 0,5 Ω R3 = 12 Ω
e
=
12
V r4 = 0,5 Ω R4 = 10 Ω
Hitunglah:
a. Kuat
arus listrik (I) yang mengalir pada rangkaian di atas!
b. Tegangan
listrik antara titik B dengan D (VBD)
Penyelesaian:
Yang harus di
perhatikan yaitu arah loop, arah arus listrik (I) dan teliti akan harga-harga
komponen listrik yang diketahui.
a. Menurut
Hukum II Kirchhoff, didalam rangkaian tertutup tersebut berlaku persamaan:
S
e
+ S
IR = 0 (arah loop dan arah arus listrik misalkan searah) maka:
– e1 – e2 – e3 + e4 + I (r1 + R1 + r2 + R2 + r3 + R3 + r4
+ R4) = 0
– 24 – 12 – 6 + 12 + I ( 1 + 20 + 1
+ 15 + 0,5 + 12 + 0,5 + 10 ) = 0
– 30 + I ( 60 ) = 0
60 . I = 30
I = ½ = 0,5 A
Jadi, kuat arus listrik (I) yang
mengalir yaitu 0,5 ampere.
Kini kita telah mengetahui besar
kuat arus listrik yang mengalir kawat
rangkaian di atas.
Selanjutnya kita akan tentukan
besar tegangan listrik antara dua titik!
b. Kita
dapat menghitung besar tegangan antara A dan D (VBD) untuk lintasan yang menempuh
B-A-D atau B-C-D.
Untuk Jalan B-A-D { Perhatikan
harga I negatif (–) }
VBD =
S
e
+ S
I.R
=
+ e2
+ e1
– I (r2 + R1 + r1 + R4)
=
+ 12 + 24 – 0,5 (1 + 20 + 1 + 10)
=
+ 36 – 0,5 (32)
=
+ 36 – 16
VBD =
+ 20 Volt
Jalan lainnya untuk menentukan
besar VBD (jalan kedua), yaitu:
Untuk jalan B – C – D:
VBD = S e
+ S
I.R {perhatikanlah harga I disini positip (+), Anda tahu mengapa?}
=
– e3
+ e4
+ I (R2 + r3 + R3 + r4)
=
– 6 + 12 + 0,5 (15 + 0,5 + 12 + 0,5)
=
+ 6 + 0,5 (28)
=
+ 6 + 14
VBD = + 20 Volt
Jadi besar tegangan antara titik B
dengan titik D yaitu VBD adalah + 20 volt, dengan cara yang
serupa Anda dapat menentukan bahwa besar VDB = – 20 volt.
F. Rangkaian Hambatan Seri
dan Paralel
Komponen-komponen listrik seperti lampu, radio,
TV, setrika, dan sebagainya, dapat dirangkai (disusun) seri, parallel, atau
gabungan seri-paralel.
a)
Rangkaian
Hambatan Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1, R2, dan R3
dirangkai seri, lihat Gambar 9.9!
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan pengganti. Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini sering disebut hambatan seri, RS. Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing hambatan.
Dari persamaan di atas tampak bahwa
hambatan pengganti untuk susunan seri merupakan jumlah dari masing-masing
hambatan. Sedang besarnya nilai beda potensial antara ujung-ujung hambatan
tidak sama, karena untuk seri yang mempunyai nilai konstan adalah arus dan
muatan listrik yang melalui hambatan. Sehingga jika besar dari masing-masing
hambatan berbeda, maka nilai beda potensialnya dari masing-masing hambatan juga
berbeda.
Contoh:
Tiga buah resistor
mempunyai hambatan berturut-turut 9W, 7W, dan 4W disusun seri. Rangkaian ini dihubungkan dengan sebuah
baterai dari 60 volt. Hitunglah kuat arus dan beda potensial (tegangan) dalam
tiap-tiap resistor!
Penyelesaian:
Diket : R1 = 9W
R2 = 7W
R3 = 4W
V = 60 volt
Dit : i = …?
V1, V2, V3…?
Jawab :
a.
Hambatan pengganti susunan seri
Rs = R1 + R2 + R3
= 9 + 7 + 4
= 20W
Kuat arus pada rangkaian
I = V/Rs =
60/20 = 3A
Menurut prinsip susunan seri
I = i1
= i2 = i3 = 3A
b.
Beda potensial dalam tiap-tiap resistor
V1 = I . R1
= 3 . 9 = 27 volt
V2 = I . R2
= 3 . 7 = 21 volt
V3 = I . R3
= 3 . 4 = 12 volt
b)
Rangkaian
Hambatan Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang
masingmasingnya R1, R2, dan R3 dirangkai
paralel, lihat Gambar 9.10!
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti
dengan satu hambatan yang disebut hambatan pengganti. Karena rangkaian hambatan
tersebut paralel maka hambatan penggantinya disebut hambatan paralel (RP).
Besar hambatan paralel (RP) dapat ditentukan menggunakan persamaan,
Pada rangkaian paralel, beda potensial masing-masing cabang besarnya sama.
Contoh:
Pada rangkaian paralel, beda potensial masing-masing cabang besarnya sama.
Contoh:
Perhatikan gambar di bawah ini.
c)
Rangkaian
Hambatan Seri-Paralel
Dalam gambar rangkaian tersebut, berlaku ketentuan
berikut:
§ Kuat
arus yang melalui hambatan R1 adalah i
§ Di titik cabang b kuat arus I bercabang
menjadi dua, yaitu i1 dan i2, dengan : i = i1 + 12
(Hukum Kirchoff I)
§ Hambatan pengganti paralel R2 dn R3
adalah R23. Yang diperoleh dengan persamaan :
§
Hambatan pengganti total dari rangkaian ini diperoleh dengan cara menjumlahkan R1
dengan R23 secara seri
Rt = R1
+ R23
§ Untuk
menentukan besar i1 dan i2, harus dicari duku besar Vbc,
dengan Vbc = i. R23 setelah itu, dihitung.
contoh:
Dari gambar rangkaian
di atas ini, bila diketahui tegangan antara titik a dan d atau Vad=36
volt, R1 = 2W, R2 = 4W, R3 = 3W, R4
= 5W,
R5 = 6W, dan R6 = 3W, hitunglah:
a.
Hambatan pengganti total rangkaian!
b.
Kuat arus i yang melalui hambatan R1 dan R3!
c.
Kuat arus i1 dan i2 yang
melalalui hambatan R5 dan R2,4,6!
Penyelesaian:
Diket : Vad = 36V
R1
= 2W,
R2
= 4W,
R3
= 3W,
R4
= 5W,
R5 = 6W,
R6
= 3W,
Dit : a. Rt…?
b. i yang melalui R1 dan R3…?
c. i1 dan i2 yang
melalui R5 dan R246…?
Jawab:
a.
Hambatan pengganti
total rangkaian
·
Jumlahkan R2, R6, dan R4
secara seri, sehingga diperoleh RS
RS = R2 + R6 + R4
= 4 + 3
+ 5
= 5
·
Jumlahkan Rs dengan R5
secara parallel sehingga diperoleh Rp:
Ø Rp
=
W = 4 W,
·
Jumlahkan R1, RP, R3 secara seri, maka akan
diperoleh hambatan pengganti total Rt :
Rt
= R1
+ RP + R3
= 2 +4 + 3 = 9 W,
b.
Kuat arus i yang melalui
hambatan R1 atau R3
c.
Kuat arus i1
dan i2 yang melalui R5 dan R264 (RS)
Tentukan
dulu besar Vcd
Ved = i . Rp
= 4 . 4
= 16 volt
I1
=
=
I2 =
=
gambar nya ngga ada -_-
BalasHapus