Rangkaian paralel adalah rangkaian alat-alat listrik yang
disusun/dihubungkan secara berjajar atau bercabang, berfungsi sebagai
pembagi arus.
Apa kabar adik-adik? Semoga kalian selalu dalam sehat. Materi fisika kita kali
ini akan membahas tentang rangkaian paralel, di mana materi ini ditujukan
kepada siswa SD kelas 6, SMP kelas 9, dan SMA kelas 12.
Sebelumnya, kita telah menuntaskan pembahasan jenis rangkaian listrik lainnya,
yaitu rangkaian seri. Gimana, udah paham kan materinya? Kalian bisa membacanya
di sini:
Sebagaimana yang telah dijelaskan, rangkaian listrik adalah susunan alat,
elemen, atau komponen yang dihubungkan dengan sumber tegangan.
Alat atau komponen listrik tersebut tersusun dengan tiga cara, yaitu secara
seri, paralel, atau campuran.
Lantas, bagaimana bentuk sambungan rangkaian listrik secara paralel? Apa saja
fungsinya? Nah, kalian akan mengetahuinya dalam materi ini.
Baiklah, kita mulai saja pembahasannya...
Pengertian Rangkaian Paralel
Apa yang dimaksud dengan rangkaian paralel? Dalam ilmu kelistrikan, rangkaian
paralel adalah rangkaian alat-alat listrik yang disusun/dihubungkan secara
berjajar atau bercabang.
Perhatikan gambar rangkaian paralel berikut ini:
Rangkaian paralel terbentuk terbentuk bila semua masukan komponen berasal dari
sumber yang sama.
Konfigurasi ini membuat rangkaian paralel memiliki lebih dari satu jalur arus
atau membentuk percabangan di antara kutub-kutub sumber arus listrik.
Setiap bagian dari percabangan itu disebut rangkaian percabangan. Arus listrik
akan terbagi-bagi begitu memasuki titik percabangan.
Setelah keluar melalui kutub negatif sumber arus listrik dan melalui rangkaian
percabangan, arus listrik akan menyatu kembali sebelum menuju kutub positif
sumber arus listrik kembali.
Itulah sebabnya mengapa sehingga rangkaian paralel disebut sebagai rangkaian
listrik yang berfungsi untuk membagi arus.
Ciri-Ciri Rangkaian Paralel
Ciri-ciri khusus rangkaian paralel, antara lain sebagai berikut:
Memiliki percabangan
Hambatan total lebih kecil
Tegangan listrik pada setiap komponen sama besar
Arus listrik yang mengalir pada setiap komponen besarnya tidak sama
Gambar Rangkaian Paralel
Berikut ini adalah beberapa contoh gambar rangkaian paralel berbagai jenis
komponen listrik:
Rangkaian paralel 3 lampu
Rangkaian paralel 3 resistor
Rangkaian paralel lampu/resistor terbentuk jika dua buah bola
lampu/resistor atau lebih dihubungkan secara berjajar.
Cara Membuat Rangkaian Paralel
Sangat mudah kok membuat rangkaian paralel. Berikut ini akan kakak
terangkan langkah-langkah pembuatannya. Rangkaian paralel yang akan kita
buat terdiri dari 4 buah lampu dan 3 sumber tegangan (baterai).
Alat dan Bahan
Tang pengupas kabel
3 buah lampu
Baterai 12 volt
Kabel
Saklar
Isolasi
Langkah Pembuatan
Potong kabel menjadi beberapa bagian sebanyak yang diperlukan,
sesuaikan dengan gambar di atas.
Kupas semua ujung kabel menggunakan tang
Gabungkan ketiga baterai dengan susunan seperti pada gambar.
Ambil 4 potongan kabel, sambungkan masing-masing satu ujungnya ke
satu per satu kutub positif lampu, kemudian gabungkan semua ujung
yang lain menjadi satu.
Terapkan langkah (3) pada kutub negatif lampu.
Ambil 1 potongan kabel, sambungkan salah satu ujungnya ke gabungan
kabel kutub positif, bungkus dengan isolasi. Kemudian, ujung yang
lain disambungkan ke salah satu kutub saklar.
Ambil 1 potongan kabel, sambungkan salah satu ujungnya ke kutub
saklar yang masih kosong, kemudian ujung yang lain disambung ke
kutub positif baterai.
Ambil 1 potongan kabel, sambungkan salah satu ujungnya ke gabungan
kabel kutub negatif, bungkus dengan isolasi. Kemudian, ujung yang
lain disambungkan ke kutub negatif baterai.
Bungkus baterai sedemikian rupa dengan isolasi agar kabel yang
terhubung tidak terlepas.
Rangkaian paralel selesai.
Contoh Rangkaian Paralel
Beberapa contoh rangkaian paralel, antara lain sebagai berikut:
1. Rangkaian Paralel Lampu Rumah
Peralatan listrik yang sering dirangkai secara paralel adalah lampu pada instalasi rumah tangga. Keuntungan merangkai lampu secara paralel adalah nyala lampu lebih terang karena hambatan total seluruh lampu menjadi kecil.
Selain itu, keuntungan lainnya adalah jika salah satu lampu rusak/mati, maka lampu yang lain bisa tetap menyala/berfungsi dengan baik.
2. Rangkaian Paralel Lampu Lalu Lintas
Lampu lalu lintas yang sering kita lihat di jalan raya dirangkai secara paralel. Tujuannya adalah agar masing-masing lampu bisa menyala secara bergantian, yaitu merah, kuning, dan hijau.
Masing-masing lampu memiliki jalur arus yang berbeda. Kontroller akan mengatur agar arus listrik mengaliri setiap jalur secara bergantian.
3. Rangkaian Paralel Resistor
Komponen lainnya yang juga sering dirangkai secara paralel adalah resistor. Dalam elektronika, resistor adalah komponen dasar yang berfungsi untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam sebuah rangkaian.
Resistor yang disusun secara paralel maka nilai hambatannya akan semakin kecil. Resistor yang disusun secara paralel berfungsi untuk membagi arus yang mengalir.
4. Rangkaian Paralel Kapasitor
Selain resistor, komponen elektronika yang juga seringkali disusun secara paralel adalah kapasitor. Kapasitor merupakan komponen yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dalam waktu tertentu.
Kapasitor yang disusun secara paralel menyebabkan nilai kapasitansi pengganti semakin besar. Artinya, semakin banyak lagi muatan listrik yang bisa tersimpan.
Kelebihan dan Kekurangan Rangkaian Paralel
Rangkaian paralel memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan, antara
lain sebagai berikut:
Kelebihan/Keuntungan Rangkaian Paralel
Hambatan kecil sehingga nyala lampu lebih terang.
Masing-masing komponen dapat bekerja secara bebas tanpa
dipengaruhi komponen lain.
Rangkaian paralel bila salah satu lampu atau alat listrik
dilepas/rusak/padam, maka lampu/alat listrik yang lain tidak ikut
mati atau tetap menyala/berfungsi.
Kelemahan/Kekurangan/Kerugian Rangkaian Paralel
Biaya lebih mahal karena memerlukan banyak kabel
Kurang efisien dalam menghantarkan arus listrik
Rangkaian lebih rumit karena terdiri dari banyak percabangan
Rumus Rangkaian Paralel
Rumus-rumus yang berlaku dalam rangkaian paralel adalah rumus
hukum Ohm, hukum Kirchoff, dan rumus hambatan pengganti (total).
Rumus hukum Ohm adalah:
V = I . R.....(1)
Sementara itu, hukum Kirchoff adalah hukum yang mengatur tentang
percabangan pada rangkaian listrik.
Rumus hambatan pengganti (RP) bisa didapatkan dari penurunan rumus
hukum Ohm berdasarkan analisis rangkaian paralel. Perhatikan
gambar berikut ini:
Pada rangkaian paralel di atas, tegangan (V) pada setiap hambatan sama besar,
walaupun nilai hambatannya (R) berbeda-beda. Secara matematis,
dituliskan:
Vab = V1 = V2 = V3 .....(2)
Menurut Hukum I Kirchoff, kuat arus listrik yang melalui R1, R2,
dan R3 adalah I1, I2, dan I3. Adapun kuat arus (I) antara titik a dan
b adalah IP.
Pada rangkaian berlaku:
IP = I1 + I2 + I3.....(3)
Oleh karena I1 = Vab/R1, I2 = Vab/R2, I3 = Vab/R3, dan IP = Vab/RP,
maka:
Dari rumus (5) dapat disimpulkan bahwa hambatan
pengganti susunan paralel (RP) selalu lebih kecil daripada hambatan paling kecil yang terpasang pada rangkaian.
Khusus untuk dua
hambatan R1 dan R2 yang disusun secara paralel, hambatan paralel
penggantinya bisa dinyatakan dengan rumus:
RP = R1R2/R1 + R2.....(6)
Hambatan yang disusun secara paralel berfungsi sebagai pembagi
arus dengan nilai perbandingan kuat arus pada rangkaian di setiap cabang adalah:
R1 : R2 : R3 = 1/I1 : 1/I2 : 1/I3.....(7)
Contoh Soal
Berikut ini adalah beberapa contoh soal tentang rangkaian paralel yang sering ditanyakan oleh para siswa:
1. Mengapa rangkaian paralel disebut rangkaian bercabang?
Jawab:
Karena terdapat percabangan jalur (kabel) arus listrik untuk mengaliri setiap komponen yang disusun secara berjajar.
2. Apa yang terjadi jika salah satu cabang atau komponen listrik dalam rangkaian listrik paralel rusak?
Jawab:
Cabang atau komponen lain tetap berfungsi karena masing-masing komponen bekerja secara bebas atau tidak bergantung dengan komponen lainnya.
3. Bagaimana arus listrik mengalir pada rangkaian listrik paralel?
Jawab:
Arus listrik yang mengalir pada rangkaian paralel akan terbagi dan besarnya dipengaruhi oleh komponen yang terpasang di setiap cabang.
4. Bagaimana energi listrik yang digunakan pada rangkaian paralel?
Jawab:
Energi listrik pada rangkaian paralel lebih hemat dan efektif karena hambatan total seluruh rangkaian lebih kecil.
5. Tuliskan contoh pemanfaatan rangkaian paralel dalam kehidupan sehari-hari?
Jawab:
Contohnya lampu pada instalasi rumah tangga dan lampu lalu lintas.
6. Eko membuat rangkaian listrik sederhana yang tersusun dari kabel, dua buah baterai, dan dua buah lampu. ketika lampu A dilepas, B tetap menyala. berdasarkan peristiwa tersebut, Eko membuat rangkaian listrik...
A. Seri
B. Paralel
C. Campuran
D. Ganda
Jawab:
B. Paralel
7. Jelaskan tegangan listrik pada rangkaian paralel?
Jawab:
Pada rangkaian paralel, tegangan listrik yang mengalir di setiap komponen besarnya sama (sama besar dengan tegangan sumber).
8. Jika empat lampu dirangkai secara paralel, nilai tegangan pada keempat lampu akan?
Jawab:
Sama besar
9. Mengapa lampu lalu lintas disusun secara paralel?
Jawab:
Agar lampu bisa di atur untuk menyala secara bergantian, yaitu merah, kuning, dan hijau karena masing-masing lampu memiliki jalur arus yang berbeda.
10. Dua buah resistor masing-masing besarnya 6 Ohm dan 12 Ohm disusun paralel dan dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt. Hitunglah:
Hambatan total pengganti
Kuat arus listrik yang keluar dari sumber tegangan
Tegangan pada masing-masing resistor
Kuat arus listrik pada masing-masing resistor
Jawab:
Diketahui:
R1 = 6 Ohm
R2 = 12 Ohm
V = 12 Volt
Ditanyakan:
a. RP b. IP c. V1 dan V2 d. I1 dan I2
Penyelesaian:
a. RP
RP = R1R2/R1 + R2
= 6 . 12/6 + 12
= 4 Ohm
Jadi, hambatan total penggantinya (RP) adalah 4 Ohm.
b. IP
IP = V/RP
= 12/4
= 3 A
Jadi, kuat arus yang keluar dari sumber tegangan adalah 3 A
c. V1 dan V2
Karena kedua resistor dirangkai secara paralel, maka tegangan pada masing-masing resistor (V1 dan V2) sama besar dengan tegangan sumber, yaitu 12 Volt.
d. I1 dan I2
I1 = V/R1
= 12/6
= 2 A
I2 = V/R2
= 12/12
= 1 A
Jadi, kuat arus pada masing-masing resistor (I1 dan I2) adalah 2 A dan 1 A.
11. Empat buah hambatan 15 Ohm, 10 Ohm, 6 Ohm, dan 5 Ohm disusun paralel lalu dihubungkan dengan sumber tegangan listrik perbandingan arus yang mengalir untuk tiap-tiap hambatan adalah?
0 komentar:
Posting Komentar