Rangkaian seri paralelApa itu rangakain seri-paralel?

Perhatikan rangkaian seri sederhana berikut, masing-masing komponen terhubung ujung ke ujung

membentuk jalur tunggal bagi aliran elektron.

Untuk rangkaian paralel, semua komponennya terhubung diantra dua titik yang sama hingga membentuk

beberapa jalur/percabangan untuk aliran elektron yang bergerak dari kutub positif menuju negatif dari

baterai.

Dari kedua macam rangakaian dasar ini, kita dapat menentukan beberapa aturan hubungan antara 

tegangan, arus, dan resistansi.

Untuk rangkaian seri:

Total tegangan adalah adalah jumlah masing-masing tegangan jatuh (drop)

Arus yang mengalir pada semua komponen adalah sama

Resistansi total adalah jumlah dari masing-masing resistansi

Untuk rangkaian paralel:

Tegangan pada semua komponen adalah sama.

Total arus adalah jumlah arus masing-masing cabang.

Resistansi total lebih kecil dari pada nilai resistansi masing-masing komponen yang disusun paralel

Namun, apabila komponen rangkaian terhubung seri pada suatu bagian dan terhubung paralel pada bagian

lainnya, kita tidak bisa menggunakan masing-masing aturan yang telah disebutkan di atas. Namun, kita

harus mengidentifikasi bagian rangkaian mana yang seri dan bagian mana yang paralel, kemudian gunakan

aturan seri dan paralel sesuai pada masing-masing bagian. Perhatikan contoh rangkaian berikut ini.

Rangkaian ini bukanlah rangkaian seri atupun rangkaian paralel. Tetapi, rangkaian ini tersusun dari

rangkaian seri dan paralel. Arus (arah konvensional) mengalir dari kutub positif baterai kemudian terpecah

dan bercabang melewati R1dan R2, kemudian menyatu, lalu terpecah dan bercabang lagi melewati R3 dan R4,

lalu menyatu kembali dan masuk ke terminal negatif baterai. Ada lebih dari satu jalur untuk dialiri arus

(bukan seri), tetapi juga ada lebih dari dua titik yang digunakan bersama oleh komponen pada rangkaian itu

(bila anda perhatikan ada tiga titik/node) sehingga juga bukan rangkaian paralel.

Karena rangkaian tersebut merupakan kombinasi seri dan paralel, kita tidak bisa memakai aturan tegangan,

arus, dan resistansi untuk memulai analisa.  Andai saja, rangkaian tersebut adalah rangkaian seri, kita

tinggal menjumlahkan R1,R2, R3, dan R4 untuk mendapatkan resistansi totalnya, lalu kita dapatkan arus

totalnya, dan mendapatkan drop tegangan pada masing-masing resistor. Begitu pula apabila rangkaian

tersebut adalah rangkaian paralel, kita bisa memperoleh nilai arus pada masing-masing cabang,

menjumlahkannya untuk mendapatkan arus totalnya. Namun, untuk menganalisa rangkaian di atas, tidak

semudah itu. Kita harus menganalisanya bagian per bagian, mana yang paralel dan mana yang seri, serta

menggunakan aturan-aturan yang sesuai. Hukum Ohm juga membantu dalam analisa ini.

Teknik Analisa

Tujuan analisa rangkaian resistor seri-paralel adalah dapat menentukan tegangan, arus, dan disipasi daya

pada masing-masing resistor. Cara umum untuk menganalisa rangkaian ini adalah:

Langkah 1 : Tentukan mana resistor yang tersusun seri dan mana yang tersusun paralel, lalu sederhanakan

dengan cara mencari resistansi penggantinya.

Langkah 2 : Gambar ulang rangkaian tersebut, gantikan masing-masing resistor yang terhubung seri

ataupun paralel pada langkah 1, gantikan dengan resistor tunggal (resistansi penggantinya).

Langkah 3 : Ulangi langkah 1 dan 2 hingga resistor menyusut sampai menyisakan satu resistor tunggal

dengan nilai ekivalennya.

Langkah 4 : Hitung arus total menggunakan hukum Ohm (arus total = sumber tegangan / resistansi

penggantinya yang di dapat pada langkah 3)

Langkah 5 : Dapatkan tegangan dan arus total, lalu kembali pada langkah terakhir dalam proses reduksi

resistor (pada langkah 3), dan masukkan nilai-nilai ini dengan tepat.

Langkah 6 : dari resistansi, total tegangan/arus yang telah didapatkan dari langkah 5, gunakan hukum Ohm

untuk menghitung nilai-nilai yang belum diketahui (tegangan dan arus) menggunakan rumus E = IR atau I =

E/R).

Langkah 7 : Ulangi langkah 5 dan 6 hingga semua nilai tegangan dan arus diketahui pada semua komponen

pada rangkaian yang asli. Pada dasarnya, anda harus meneruskan langkah demi langkah hingga anda

berhasil mendapatkan rangkaian yang asli (kembali ke rangkaian yang awal) dengan menggunakan nilai

tegangan dan arus yang cocok.

Langkah 8 : Hitung disipasi daya (bila ditanyakan) dari tegangan, arus, dan/atau nilai resistansi.

Sepertinya, langkah-langkah di atas terlalu memaksa, tetapi setelah anda melihat contoh berikut ini, anda

akan terbiasa menggunakannya.

Pertama, dari contoh rangkaian di atas, R1 dan R2 dihubungkan dalam  susunan paralel sederhana, begitu

pula R3 dan R4. Jadi kita hitung resistansi penggantinya masing-masing

RP1 = R1  || R2 = (100 Ω) (250 Ω) / (100 Ω + 250 Ω) = 71.429 Ω

Tanda R1 || R2 berarti R1 tersusun paralel dengan R2.

RP2 = R3 || R4 = (350 Ω) (200 Ω) / (350 Ω + 200 Ω) = 127.27 Ω

Nilai RP1 menggantikan R1 dan R2, dan RP2 menggantikan R3 dan R4. Jadi, sekarang rangkaian telah direduksi

menjadi rangkaian seri sederhana.

Maka langkah reduksi selanjutnya adalah menjumlahkan RP1 dan RP2 (karena terhubung seri) untuk

mendapatkan resistansi totalnya, RT.

RT = RP1 + RP2 = 71.429 Ω + 127.27 Ω = 198.70 Ω.

Sekarang, kita menggambar ulang rangkaian dengan sebuah resistansi tunggal, yaitu RT

Perhatikan pada gambar, resistansi total,RT, dilambangkan dengan R1 ||R2 – -  R3||R4. Tanda || berarti disusun

paralel, sedangkan – - berarti disusun seri.

Setelah resistansi totalnya diperoleh, maka arus total yang mengaliri rangkaian dapat dihitung

menggunakan hukum Ohm

Itotal = E/RT= 24 V / 198.70 Ω = 120.78 mA.

Maka arus totalnya adalah 120.78 mA seperti ditunjukkan pada gambar.

Sekarang kita mulai melakukan proses mundur untuk menggambar ulang rangkaian ke bentuk awalnya.

Rangkaian tahap selanjutnya adalah rangkaian dimana R1 || R2 dan R3 || R4 yang dirangkai seri. Karena

terhubung seri, maka arus yyang mengalir pada R1 || R2 sama dengan arus yang mengalir pada R3 || R4.

Setelah mendapatkan arus, maka kita dapat menghitung drop tegangan pada resistor ekivalen R1 || R2  (atau

RP1) dan R3 || R4 (atau RP2), dengan menggunakan hukum Ohm (V=IR)

VRP2 = Itotal × RP2 = 120.78 mA × 71.429 Ω = 8.6275 V

VRP1 = Itotal × RP1 = 120.78 mA × 127.27 Ω = 15.373 V

Karena kita tahu bahwa R1||R2 (atauRP1) dan R3||R4 (atau RP2) adalah resistor ekivalen yang disusun paralel,

maka drop tegangan pada rangkaian paralel adalah sama, atau dengan kata lain kita kembali ke bentuk

rangkaian yang asli, sehingga nilai tegangan resistor-resistor individualnya dapat ditentukan

VR1 = VR2 = VRP1 = 8.6275 V dan

VR3 = VR4 = VRP2 = 15.373 V

 Setelah nilai tegangan pada masing-masing resistor telah didapatkan. Maka arus yang mengalir pada

masing-masing resistor dapat dihitung dengan menggunakan hukum Ohm, yaitu I = V/R

IR1 = VR1 / R1 = 8.6275 V / 100 Ω = 86.275 mA

IR2 = VR2 / R2 = 8.6275 V / 250 Ω = 34.510 mA

IR3 = VR3 / R3 = 15.373 V / 350 Ω = 43.922 mA

IR4 = VR4 / R4 = 15.373 V / 200 Ω = 76.863 mA

Setelah kita mendapatkan semua nilai arus dan tegangan pada rangkaian yang asli, maka nilai-nilai nya

ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Dari gambar tersebut dapat dicek kebenarannya, misal arus yang mengalir pada IR1 + IR2 haruslah sama

dengan IR3 + IR4, sesuai dengan hukum arus Kirchhoff.

Contoh

Untuk rangkaian gambar 7-13, hitunglah semua arus dan tegangan yang tertera pada rangkaian tersebut

Solusi: Karena pada rangkaian di atas berisi tegangan titik, untuk memudahkan analisa, titik tegangan

adalah titik yang mempunyai tegangan terhadap ground, sehingga kita menggambar ulang rangkaian 7-13

menjadi rangkaian seperti pada gambar 7-14

Sekarang kita lihat rangkaian tersebut dapat disederhanakan yaitu dengan mengkombinasikan sumber

tegangan (E = E1 + E2) sehingga menjadi gambar 7-15

Nilai resistansi totalnya adalah

RT = R1 + [R4||(R2+R3)] = 10 + [(30) (10 + 50)/30 + (10 + 50)] = 30 Ω

Sehingga arus totalnya adalah

I1 = E/RT = 18 V / 30 Ω = 0.6 A

Pada node b, arus ini terbagi menjadi dua cabang, dengan menggunakan aturan pembagi tegangan

I3 = I1 × (R2 + R3)/(R2 + R3 + R4) = (0.6)  (60) / (30 + 10 + 50) = 0.4 A

I2 = I1 × (R4)/(R2 + R3 + R4) = (0.6)  (30) / (30 + 10 + 50) = 0.2 A

Tegangan Vab adalah sama dengan tegangan pada resistor R2, tetapi dengan polaritas yang negatif (karena

potensial titik b lebih tinggi dari pada a) :

Vab = – I2R2 = – (0.2 A) (10 Ω) = -2 V

Rangkaian campuran adalah kombinasi dari 2 rangkaian listrik yaitu rangkaian paralel dan rangkaian seri.

Agar bisa menghitung besarnya hambatan dalam  rangka ian campuran  kita perlu terlebih dulu menghitung

besarnya hambatan dari tiap jenis rangkaian ( rangkaian seri dan paralel ), sesudah itu menghitung

hambatan dari kombinasi rangkaian akhir yang kita dapat.

Contoh yang kita dapat dari rangkaian diatas, umpamanya tipe rangkaian akhir yang di dapat adalah tipe

rangkaian seri, maka total rangkaian yang akan kita cari dengan persamaan hambatan pengganti pada

rangkaian hambatan seri. Tetapi buat rangkaian paralel perlu mencarinya dengan menghubungkan satu

hambatan dengan cara paralel.

Rangkaian seri adalah rangkaian listrik yang tersusun sejajar ( seri ). Misalnya adalah baterai yang ada

didalam senter biasanya di susun dengan cara seri. Rangkaian yang disusun dengan cara seri terdiri dari

satu atau lebih rangkaian yang di hubungkan ke catu daya melalui satu rangkaian elektronika. Jadi di dalam

rangkaian ini ada banyak beban listrik yang tersusun di dalam satu rangkaian.

Dua buah elemen dalam rangkaian campuran yang di susun dengan cara seri cuma mempunyai satu titik

utama yang tidak terhubung menuju elemen pembawa arus pada suatu jaringan. Dikarenakan semua

rangkaian di susun dengan cara seri maka jaringan tersebut di sebut rangkaian seri, itu di akibatkan arus

yang dilalui sama besar pada masing masing elemen.

Rangkaian paralel adalah rangkaian listrik yang di susun dengan cara berderet ( paralel ). Misalnya adalah

lampu yang kita pasang di tempat tinggal umumya sebagai rangkaian paralel. Rangkaian paralel merupakan

type rangkaian yang mempunyai lebih dari satu bagian garis edar agar bisa mengalirkan arus listrik.

Contoh lain dari rangkaian campuran yang bisa di hubungkan dengan rangkain paralel adalah di dalam

kendaraan bermotor yang sebagian besar beban listrik semakin banyak di hubungkan dengan paralel.

Masing-masing dari rangkaian tersebut bisa di hubungkan atau di putuskan tanpa memengaruhi rangkaian

yang lain.

Rangkaian seri dan rangkaian paralel adalah 2 type rangkaian yang di pakai buat menghubungkan satu atau

lebih komponen listrik menjadi satu rangkaian. Gabungan kedua rangkaian ini di sebut dengan Rangkaian

Campuran.

Rangkaian campuran adalah gabungan dari 2 rangkaian listrik, yaitu rangkaian listrik seri dan

rangkaian listrik paralel. Untuk dapat mencari besarnya hambatan dalam rangkaian campuran

kita harus terlebih dahulu mencari besarnya hambatan tiap tiap model rangkaian ( rangkaian seri

dan paralel ), kemudian mencari hambatan dari gabungan rangkaian akhir yang kita dapat.

Contoh yang kita dapat dari rangkaian di atas, misalnya model rangkaian akhir yang di dapat

adalah model rangkaian seri, sehingga total rangkaian yang akan kita cari dengan persamaan

hambatan pengganti pada rangkaian hambatan seri. Sedangkan untuk rangkaian paralel harus

mencarinya dengan menghubungan suatu hambatan secara paralel.

Rangkaian seri adalah rangkaian listrik yang tersusun sejajar (seri). Contohnya adalah baterai

yang terdapat di dalam senter pada umumnya di susun secara seri. Rangkaian yang disusun

secara seri terdiri dari satu atau lebih rangkaian yang di hubungkan ke catu daya lewat suatu

rangkaian elektronika. Jadi di dalam rangkaian ini terdapat banyak beban listrik yang tersusun

dalam satu rangkaian.

Dua buah elemen dalam rangkaian campuran yang di susun secara seri hanya memiliki sebuah

titik utama yang tidak terhubung menuju elemen pembawa arus pada suatu jaringan. Karena

semua rangkaian di susun secara seri maka jaringan tersebut di sebut rangkaian seri, itu di

akibatkan arus yang lewat sama besar pada masing masing elemen.

Rangkaian paralel adalah rangkaian listrik yang di susun secara berderet (paralel). Contohnya

adalah lampu yang kita pasang di rumah umumya merupakan rangkaian paralel. Rangkaian

paralel merupakan jenis rangkaian yang memiliki lebih dari satu bagian garis edar untuk dapat

mengalirkan arus listrik.

Contoh lain dari rangkaian campuran yang dapat di hubungkan dengan rangkain paralel adalah

dalam kendaraan bermotor yang sebagian besar beban listrik lebih banyak di hubungkan secara

paralel. Masing masing dari rangkaian tersebut dapat di hubungkan atau di putuskan tanpa

mempengaruhi rangkaian yang lain.

Rangkaian seri dan rangkaian paralel adalah 2 jenis rangkaian yang di gunakan untuk

menghubungkan satu atau lebih komponen listrik menjadi satu kesatuan rangkaian.

Penggabungan kedua rangkaian ini di sebut dengan rangkaian campuran.

Rangkaian listrik campuran (seri-paralel) merupakan rangkaian listrik gabungan dari rangkaian

listrik seri dan rangkaian listrik paralel. Untuk lebih jelasnya tentang rangkaian listrik gabungan

(seri-paralel) perhatikanlah ilustrasi berikut

Untuk mencari besarnya hambatan pengganti rangkaian listrik gabungan seri - paralel adalah

dengan mencari besaranya hambatan tiap tiap model rangkaian (rangkaian seri dan rangkaian

paralel), selanjutnya mencari hambatan gabungan dari model rangkaian akhir yang didapat.

Misalnya seperti rangkaian di atas, maka model rangkaian akhir yang didapat adalah model

rangkaian seri, sehingga hambatan total rangkaian dicari dengan persamaan hambatan

pengganti rangkaian hambatan seri.