Rangkaian Listrik : Jenis & Perbedaan Rangkaian Seri dan Paralel

Ulasan materi rangkaian listrik LENGKAP dengan gambar & contoh soal☑️ 10 perbedaan rangkaian listrik seri dan paralel yang wajib kamu tahu☑️

Anda tentu membutuhkan listrik untuk berbagai keperluan, misalnya lampu penerang dan sumber daya alat elektronik. Agar berfungsi optimal dan lancar, listrik membutuhkan suatu sistem yang dinamakan rangkaian listrik. Simak pembahasan mengenai pengertian, komponen, jenis, dan lainnya terkait listrik di bawah ini.

Pengertian Rangkaian Listrik

rangkaian listrik

Rangkaian listrik adalah komponen dan alat elektronika yang dirangkai yang disusun dengan tujuan untuk menghasilkan arus listrik. Contohnya adalah lampu senter yang menyala merupakan rangkaian terdiri dari baterai, kabel, dan lampu lalu diberi stop kontak.

Rangkaian tersebut adalah contoh tipe tertutup dimana listrik dan arusnya mengalir sesuai tujuan. Ada juga listrik terbuka misalnya petir yang tidak memiliki sistem sehingga berusaha mencari cara agar tetap berfungsi. Listrik seperti ini juga digunakan pada beberapa alat tetapi relatif semi tertutup.

Komponen Listrik

Sebagai sistem, rangkaian memiliki komponen yang saling berkaitan tetapi memiliki fungsi berbeda. Apabila disatukan, mereka akan memproduksi kerja listrik yang optimal sesuai tujuan.

  • Sumber listrik

Rangkaian listrik sederhana selalu berasal dari sumber yaitu baterai, aki, atau listrik pln. Baterai merupakan sumber listrik statis dan langsung. Elektron mengalir melalui kabel menuju komponen misalnya lampu lalu kembali lagi ke baterai sebagai sebuah siklus. Hal yang sama juga terjadi di aki dan listrik rumah.

  • Konduktor

Gambar rangkaian listrik selalu menunjukkan adanya kabel yang diwakilkan dengan simbol garis. Kabel merupakan contoh konduktor yaitu penghantar listrik. Agar sumber mampu memberikan energi ke komponen lain, keduanya harus tersambung dan konduktor berperan sebagai perantara. Tanpa konduktor, listrik akan terbuka dan bergerak bebas.

  • Electron

Rangkaian listrik tertutup yang baru saja dijelaskan akan menyambungkan semua komponen sehingga tidak ada yang terpisah atau lepas. Semuanya berada di satu alur dengan bantuan konduktor sebagai perantara.

Listrik sebenarnya adalah aliran elektron yang  bergerak dari kutub satu ke lainnya hingga mencapai kesetimbangan. Perbedaan electron inilah yang membuat listrik muncul dari baterai.

Rumus Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik seri dan paralel memiliki rumus yang saling berkaitan. Tiga komponen utama dari rumus tersebut adalah arus, tegangan, dan hambatan.

  • Arus

Rumus Kuat Arus R. Seri : I = I1 = I2 = I3 = I4 = I……..

Rumus Kuat Arus R. Paralel : I = I1 + I2 + I3 + I4 + I…….

Rangkaian listrik seri memiliki arus yang sama di setiap spot. Artinya, arus ini tidak berubah setelah masuk ke komponen seperti lampu dan kembali dengan nilai yang sama. Akan tetapi, listrik bercabang seperti paralel memiliki arus berbeda di setiap percabangan. Konsepnya adalah arus yang masuk dan keluar di awal serta akhir cadangan akan sama.

  • Tegangan

Rumus Tegangan R. Seri : V = V1 + V2 + V3 + V4

Rumus Tegangan R. Paralel : V = V1 = V2 = V3 = V4

Rumus untuk untuk tegangan arus seri adalah berbeda dan total merupakan akumulasi semua tegangan dari setiap komponen. Bagi yang memakai sistem paralel, arus yang berbeda maka tegangan adalah tetap di satu percabangan.

  •  Hambatan

Rumus Hambatan R. Seri : R = R1 + R2 + R3 + R4

Rumus Hambatan Total : 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4

Rumus hambatan adalah tegangan dibagi arus. Anda telah mengetahui arus di seri dan paralel serta tegangannya. Nilai hambatan cukup menyesuaikan dengan perhitungan yang sudah diterapkan. Contoh soal rangkaian listrik akan membantu untuk memahami konsep ini dengan baik.

Jenis Jenis Rangkaian Listrik

jenis rangkaian listrik

Agar memahami lebih materi ini, Anda perlu mengerti jenis jenis rangkaian listrik. Bentuk dan konfigurasi rangkaian menentukan posisi komponen, perhitungan arus, dan lainnya. Dua tipe dasar rangkaian tersebut adalah sebagai berikut.

Rangkaian Seri

Rangkaian listrik seri  disusun berurutan dari sumber, komponen, hingga balik lagi ke sumber. Contoh mudah adalah lampu senter dan bel rumah. Listrik mengalir setelah menekan stop kontak sehingga konduktor tersambung.

Baterai segera mengaliri listrik ke konduktor atau kabel lalu menuju lampu serta berpijar atau menyala karena energi. Setelah itu, listrik kembali bergerak dari lampu dengan konduktor berbeda menuju baterai di posisi kutub lain.

Gambar Rangkaian Seri

Berikut ini merupakan gambar rangkaian listrik seri:

contoh rangkaian seri

Rumus Rangkaian Seri

Rs = R1 + R2 + R3 + . . .

Notes:

  • Rs = Hambatan Total Rangkaan Seri (Ω atau Ohm)
  • R1 = Hambatan Pertama (Ω atau Ohm)
  • R2 = Hambatan Kedua (Ω atau Ohm)
  • R3 = Hambatan Ketiga (Ω atau Ohm)

Rangkaian Paralel

Jenis kedua adalah rangkaian listrik paralel.  Perbedaan mendasar adalah percabangan sehingga komponen terpisah dan memiliki alur sendiri. Misalnya, listrik dari baterai akan keluar ke dua lampu dengan dua kabel lalu kembali lagi ke baterai. Jika lampu satu mati, yang lain masih menyala. Semua tetap memakai baterai atau sumber yang sama.

Gambar Rangkaian Paralel

Di bawah ini merupakan gambar rangkaian listrik paralel:

gambar rangkaian pararel

Rumus Rangkaian Paralel

1/Rs = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + . . .

Notes:

Rp = Hambatan Total Rangkaan Paralel (Ω atau Ohm)

R1 = Hambatan Pertama (Ω atau Ohm)

R2 = Hambatan Kedua (Ω atau Ohm)

R3 = Hambatan Ketiga (Ω atau Ohm)

Rangkaian Campuran

Rangkaian listrik campuran merupakan gabungan seri dan paralel. Tipe ini sering dipakai pada instalasi rumah karena mengadopsi kelebihan kedua tipe. Anda kadang memerlukan seri agar arus dapat diatur. Disisi lain, tipe paralel sangat fleksibel saat ingin memasang komponen baru yang terpisah.

Gambar Rangkaian Campuran

Di bawah ini merupakan gambar rangkaian listrik campuran / gabungan :

rangkaian listrik campuran

Rumus Rangkaian Campuran

I = I1 + I2

1/Rp = 1/R2 + 1/R3

Rtotal = R1 + 1/Rp

Rangkaian Listrik AC (Bolak Balik)

rangkaian AC

Sesuai dengan namanya, pada rangkaian listrik AC, tegangan dan arus listrik bersifat dinamis (tidak konstan). Daya yang ada pada arus AC ini terus berubah nilainya tergantung dari pasokan daya yang ada.

Pada rangkaian AC ini terdapat reaktansi, jadi ada komponen daya yang dihasilkan dari medan magnet atau listrik yang dibuat oleh komponen pada rangkaian.

Rumus Rangkaian AC : V = Vmax sin ωt

Untuk menghitung daya pada sirkuit AC bisa dilakukan dengan cara yang sama seperti pada sirkuit DC, namun ada point lain yakni daya (P) sama dengan tegangan (V) dikalikan dengan ampere (I). P didefinisikan sebagai perkalian dari V (tegangan sesaat) dan I (arus sesaat).

Rangkaian Listrik DC (Searah)

rangkaian DC

Rangkaian DC merupakan rangkaian yang memiliki arus listrik dan tegangan tetap (konstan) dari muatan listrik dari potensi tinggi ke rendah. Rangkaian DC ini memiliki sifat arus listrik yang berbanding terbalik dengan rangkaian AC.

Umumnya, rangkaian listrik DC berjalan pada tegangan teganan listrik tertentu seperti pada tegangan 1.5v , 5v, 12v, dan juga 24v. Penggunaan arus DC ini seringkali kita temukan pada perangkat elektronika yang memiliki tegangan rendah.

Perbedaan Rangkaian Seri dan Paralel

perbedaan rangkaian seri dan pararel

Perbedaan rangkaian seri dan paralel sudah cukup dikenal luas oleh masyarakat. Sebagian besar dari sudah memahami dengan baik bagaimana kinerja dari kedua jenis rangkaian listrik tersebut.

Dengan demikian, mereka dapat mengambil keputusan yang tepat ketika akan memasangkan listrik serta kelengkapan komponennya di rumah. Berikut detail ulasan perbedaan kedua rangkaian tersebut yang bisa teman teman simak :

  • Susunan Rangkaian

Rangkaian seri adalah rangkaian arus listrik yang penyusunannya dilakukan dengan model berderet atau setiap komponennya disusun secara berurutan. Rangkaian ini hanya membutuhkan satu buah kabel untuk menyambungkan arus listrik.

Rangkaian paralel adalah rangkaian arus listrik yang penyusunannya dilakukan secara sejajar, atau dengan kata lain mempunyai cabang. Walaupun demikian, input yang ada pada setiap komponen asalnya dari satu komponen.

  • Komponen yang Digunakan

Rangkaian seri dan paralel memiliki susunan komponen yang cukup berbeda. Pada rangkaian seri komponen yang digunakan hanyalah kabel, sumber tegangan, bohlam lampu, dan saklar. Sedangkan pada rangkaian paralel memiliki jumlah komponen yang relatif lebih banyak, baik itu pada saklar, kabel, maupun komponen yang lain.

  • Jalur Arus Listrik

Jika pada rangkaian seri memiliki satu jalur untuk dilalui arus listrik dan tidak memiliki percabangan, pada rangkaian paralel lebih dari satu jalur dan memiliki cabang, hal ini tergantung juga pada pola pembuatannya.

  • Hambatan Total

Umumnya pada rangkaian seri nilai hambatan yang ada lebih besar daripada nilai hambatan yang terdapat pada rangkaian paralel.

  • Tegangan Listrik

Tegangan yang terdapat pada tiap tiap komponen rangkaian seri memiliki nilai yang berbeda, sedangkan pada rangkaian paralel nilai tegangan yang ada pada komponennya sama.

  • Rumus Perhitungan

Pada rangkaian seri, jika V.t adalah tegangan total maka itu sama dengan V1 + V2 + V3. Sedangkan pada rangkaian paralel Jika V.t adalah tegangan total maka sama dengan V1 = V2 = V3.

  • Komponen yang Dialiri Arus

Seperti yang kita ketahui bersama bahwa rangkaian seri setiap komponen yang terpasang dilalui arus yang sama, sedangkan untuk rangkaian paralel berbeda beda.

  • Resistensi

Pada rangkaian seri resistensi lebih tinggi dari nilai tertinggi perlawanan di sambungan seri. Sementara resistansi ekuivalen dalam rangkaian paralel selalu lebih kecil dari resistansi mana pun dalam kombinasi paralel.

  • Biaya Pembuatan

Dari susunan kedua rangkaian yang ada, kita bisa mengetahui bahwa cost atau biaya yang dibutuhkan dalam pembuatan rangkaian seri lebih hemat dibandingkan dengan pembuatan rangkaian paralel

  • Maintenance

Maintenance dan perawatan rangkaian seri lebih mudah dan sederhana jika dibandingkan dengan rangkaian paralel.

Ciri Ciri Rangkaian Listrik Seri, Paralel dan Campuran

Berikut ini penjelasan terkait ciri-ciri rangkaian seri dan parallel:

Rangkaian Seri

Yang dimaksud dengan rangkaian seri yaitu rangkaian tunggal. Pada sebuah rangkaian seri, arus listrik yang terdapat pada sumber listrik akan melalui masing-masing komponen kemudian kembali pada sumber listrik lagi. Arus listrik tersebut mengalir di sebuah rangkaian tertutup tanpa adanya cabang.

Hal tersebut mengakibatkan rangkaian akan terputus apabila terdapat satu komponen yang terputus atau terbuka, sebab rangkaian ini hanya menggunakan satu saklar saja. Selain itu, tegangan listrik yang diterima setiap komponen besarannya tidak sama. Itulah mengapa cahaya yang dihasilkan dari lampu yang menyala juga tidak sama.

  1. Tegangan sumber akan dibagi dengan jumlah tahanan seri jika besar tahanan sama. Jumlah penurunan tegangan dalam rangkaian seri dari masing- masing tahanan seri adalah sama dengan tegangan total sumber tegangan.
  2. Jika salah satu beban atau bagian dari rangkaian tidak terhubung atau putus aliran arus terhenti
  3. Arus yang mengalir pada masing beban adalah sama.
  4. Banyak beban listrik yang dihubungkan dalam rangkaian seri, tahanan total rangkaian menyebabkan naiknya penurunan arus yang mengalir dalam rangkaian. Arus yang mengalir tergantung pada jumlah besar tahanan beban dalam rangkaian.

Rangkaian Paralel

Yang dimaksud dengan rangkaian paralel adalah rangkaian bercabang. Pada rangkaian ini, arus listrik mengalir secara bersamaan pada semua komponen yang ada, kemudian kembali lagi pada sumber listrik. Setiap komponen yang ada akan mendapatkan aliran listrik dengan besaran yang bervariasi, bergantung pada nilai hambatan setiap komponen.

Apabila di rangkaian paralel terdapat komponen yang terbuka, tidak akan menyebabkan terputusnya komponen yang lain. Hal tersebut disebabkan karena rangkaian ini menggunakan saklar dengan jumlah di atas satu.

  1. Sebagaian besar tahanan dirangkai dalam rangkaian paralel, tahanan total rangkaian mengecil, oleh karena itu arus total lebih besar. (Tahanan total dari rangkaian paralel adalah lebih kecil dari tahanan yang terkecil dalam rangkaian).
  2. Jika terjadi salah satu cabang tahanan paralel terputus, arus akan terputus hanya pada rangkaian tahanan tersebut. Rangkaian cabang yang lain tetap bekerja tanpa terganggu oleh rangkaian cabang yang terputus tersebut.
  3. Masing-masing cabang dalam rangkaian paralel adalah rangkaian individu. Arus masing-masing cabang adalah tergantung besar tahanan cabang.
  4. Tegangan pada masing-masing beban listrik sama dengan tegangan sumber

Rangkaian Campuran/ Gabungan

Rangkaian campuran adalah kombinasi antara rangkaian seri dan paralel yang dapat menghasilkan arus dan tegangan listrik. Untuk dapat mencari besarnya hambatan yang terdapat pada rangkaian campuran, terlebih dahulu kita harus mencari besaran hambatan yang ada pada rangkaian seri dan paralel yang tersusun. Adapaun ciri ciri rangkaian gabungan/ campuran adalah

  1. Gabungan antara Rangkaian Seri dan Paralel
  2. Sifat berlaku pada rangkaian Seri dan Paralel
  3. Rangkaiannya sederhana
  4. Memiliki Ciri ciri yang sama seperti Rangkaian Paralel dan Seri

Kelebihan & Kekurangan Rangkaian Seri dan Paralel

beda rangkaian listrik seri dan pararel

Berikut ini merupakan kelebihan kekurangan rangkaian seri dan paralel:

  1. Kelebihan rangkaian seri

Pemasangannya dapat dilakukan dengan mudah dan praktis. Di samping itu, daya hantar listrik yang dimiliki cenderung lebih stabil. Itulah yang menyebabkan arus listrik pada rangkaian ini bisa terbagi dengan merata. Perlengkapan yang diperlukan untuk menggunakannya termasuk sederhana.

  1. Kekurangan rangkaian seri

Aliran listrik pada rangkaian seri diharuskan selalu tinggi dan stabil. Apabila terdapat komponen yang mengalami masalah, maka akan berdampak pula pada komponen lain.

  1. Kelebihan rangkaian paralel

Apabila terdapat komponen yang mengalami permasalahan, maka tidak akan berpengaruh pada komponen yang lain. Hal ini  disebabkan karena model penyusunannya yang bercabang.

  1. Kekurangan rangkaian paralel

Penyusunan rangkaian parallel relatif lebih rumit jika dibandingkan rangkaian seri. Selain itu, biaya pemasangannya juga cenderung tinggi.

Baca Juga : Kabel Fiber Optik

Cara Mencegah Korsleting Listrik

Listrik juga memiliki resiko yaitu hubung singkat atau korsleting. Dua kabel berbeda arus bersentuhan sehingga menimbulkan perubahan arus dan percikan api.  Untuk mencegah terjadinya korsleting pada rangkaian listrik diberi tambahan alat berupa mcb atau sekering.

Mcb adalah miniature circuit breaker yang berfungsi memutus arus jika hubung singkat terjadi. Cara kerjanya adalah logam bimetal lepas atau melengkung ketika arus tidak terkendali.

Alat mcb biasanya sudah terpasang di rumah. Bentuknya adalah kotak yang berisi rangkaian listrik tertentu untuk menjalankan fungsi dengan baik. Alat ini juga berfungsi untuk membatasi arus dan proteksi beban.

Contoh Soal Rangkaian Listrik

contoh soal rangkaian listrik

Di bawah ini merupakan contoh soal rangkaian seri dan paralel:

Contoh Soal Rangkaian Seri

1. Apabila diketahui bahwa R1 sebesar 5 ohm, R2 sebesar 7 ohm, dan R3 sebesar 4 ohm. Maka berapakah hambatan pengganti (Rs) pada rangkaian seri tersebut?

Jawaban:

Rs = R1 + R2 + R3

Rs = 5 + 7 + 4

Rs = 16 ohm

Maka, didapatkan hasil bahwa besarnya hambatan pengganti (Rs) pada rangkaian ini sebesar 16 ohm.

Contoh Soal Rangkaian Paralel

1. Diketahui terdapat dua resistor dengan R1 sebesar 8 ohm dan R2 sebesar 16 ohm yang tersusun secara parallel. Rangkaian tersebut terhubung dengan tegangan sebesar 32 volt. Berapakah kekuatan listrik yang dikeluarkan oleh sumber tegangan tersebut?

Jawaban:

Rp = R1 .  R2/R1 + R2

Rp = 8 . 16/8 + 16

Rp = 32 ohm

Sehingga didapatkan total hambatan pengganti sejumlah 32 ohm.

Ip = V/Rp

Ip = 32/32

Ip = 1 A

Sehingga diperoleh kekuatan listrik yang dikeluarkan oleh sumber tegangan tersebut yaitu 1 A.

Rangkaian seri dan parallel memiliki perbedaan yang cukup mencolok. Masing-masing rangkaian juga mempunyai kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Terkait dengan cara membuat rangkaian seri dan parallel juga tidak terlalu sulit.

Untuk bisa membuatnya, Anda harus memahami terlebih dahulu bagaimana sistem penyusunan dan karakteristik dari setiap rangkaian listrik yang ada. Sekian dan semoga bisa memberikan wawasan baru untuk anda yang sedang mempelajari materi rangkaian listrik.

Related posts:
Gravatar Image
Pernah dua kali tersetrum listrik membuat mahasiswa kelahiran magetan ini menekuni bidang Teknik Elektronika!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *