MENGHITUNG ARUS, TEGANGAN, DAYA, DAN RESISTANSI PADA RANGKAIAN SERI

Struktur hubungan komponen pada
rangkaian seri adalah berderet
yakni ujung terminal suatu
komponen elektronika dihubungkan
dengan pangkal terminal komponen
kedua, ujung terminal komponen
kedua dihubungkan dengan pangkal
terminal komponen ketiga dan
seterusnya. Jika pangkal terminal
komponen pertama dihubungkan
dengan sumber tegangan positif dan
ujung terminal komponen terakhir
dihubungkan dengan sumber
tegangan negatif, maka hubungan
seperti ini di dalam elektronika
dikenal dengan istilah rangkaian
tertutup (close circuit). Dalam
kondisi ini arus listrik akan mengalir
dari positif ke negatif melalui
komponen-komponen elektronika
yang dideretkan (hubungan seri).
Besarnya arus yang mengalir pada
rangkaian seri adalah sama.
Gambar di bawah adalah contoh
rangkaian seri sederhana yang
terdiri dari dua buah resistor (R1
dan R2) dan sumber tegangan (V).
Untuk menghitung arus, tegangan,
daya, dan resistansi pada
rangkaian seri dapat menggunakan
hukun Ohm yaitu V=IxR. V adalah
sumber tegangan dalam satuan Volt
(V), I adalah arus yang mengalir
dalam satuan Ampere (A), dan R
adalah Resistansi dalam satuan Ohm
(Ω). Penjelasan lebih detil mengenai
hukum Ohm akan dibahas di posting
lain.
Rangkaian Seri Dua Resistor
Pada gambar di atas, besarnya
tegangan akan berbading lurus
dengan arus, jadi semakin besar
sumber tegangan (V) akan semakin
besar arus yang mengalir (I) dan
sebaliknya. Besarnya arus dan
resistansi pada rangkaian seri
adalah berbanding terbalik yakni
semakin besar resistansi (R) akan
semakin kecil arus yang mengalir
(I). Hubungan antara daya (P),
tegangan (V), dan arus (I) adalah
berbanding lurus. Semakin besar
tegangan (V) maka daya pun akan
semakin besar, demikian pula jika
arus yang mengalir semakin besar,
maka daya pun akan semakin besar.
P = I x V, P adalah daya dalam
Watt (W), I adalah arus dalam
Ampere (A), dan V adalah tegangan
dalam Volt (V). Untuk lebih jelanya,
sahabat dapat mempelajari cara
menghitung arus, tegangan, daya,
dan resistansi pada rangkaian seri
berikut.
Jika pada rangkaian di atas
diketahui sumber tegangan DC = 12
Volt, R1 = 8 KΩ, dan R2 = 4 KΩ,
berapa arus yang mengalir,
tegangan, dan daya di setiap
resistor (R1 dan R2).
Solusinya sebagai berikut:
Diketahui
V = 12 Volt
R1 = 8 KΩ atau 8.000 Ω (harus dalam
satuan Ohm)
R2 = 4 KΩ atau 4.000 Ω (harus dalam
satuan Ohm)
R = R1 + R2 (karena rangkaian
seri)
R = 8.000 + 4.000
R = 12.000 Ω atau 12 KΩ
Menghitung Arus
V = I x R (Hukum Ohm)
I = V / R
I = 12 / 12.000
I = 0.001 Ampere atau 1 mA (mili
Ampere)
Menghitung Tegangan
Untuk menghitung daya, harus
diketahui tegangan di masing-
masing resistor (VR1 dan VR2).
Karena ini merupakan rangkaian
seri, maka arus yang mengalir pada
R1 dan R2 besarnya sama (I1=I2).
V = I x R
VR1 = I1 x R1
VR1 = 0.001 x 8.000
VR1 = 8 Volt
VR2 = I2 x R2
VR2 = 0.001 x 4.000
VR2 = 4 Volt
V = VR1 + VR2
12 V = 8 V + 4 V
Menghitung Daya
P = I x V
P1 = I1 x VR1
P1 = 0.001 x 8
P1 = 0.008 Watt atau 8 mW (mili
Watt)
P2 = I2 x VR2
P2 = 0.001 x 4
P2 = 0.004 Watt atau 4 mW (mili
Watt)
Kesimpulan
1. Arus yang mengalir (I) adalah 1
mA
2. Tegangan di R1 (VR1) adalah 8 V
3. Tagangan di R2 (VR2) adalah 4 V
4. Daya di R1 (P1) adalah 8 mW
5. Daya di R2 (P2) adalah 4 mW
Rangkaian Seri Tiga Resistor
Maaf, resistor paling kanan R2
seharusnya R3.
Sahabat dapat memperhatikan
contoh lain untuk menghitung arus,
tegangan, daya, dan resistansi pada
rangkaian seri yang terdiri dari tiga
buah resistor (R1, R2, dan R3)
seperti pada gambar di atas. Jika
diketahui tegangan sumber adalah
15 Volt, R1 = 500 Ω, R2 =5 KΩ, dan
arus yang mengalir adalah 2 mA,
berapa resistansi R3 dan daya di
masing-masing resistor .
Solusinya sebagai berikut:
Diketahui
R1 = 500 Ω
R2 = 5.000 Ω
V = 15 Volt
I = 2 mA = 0.002 A
Menghitung Resistansi
R = R1 + R2 + R3 (Rumus
resistor seri)
R = 500 Ω + 5.000 Ω + R3
R = 5.500 Ω + R3
V = I x R (Hukum Ohm)
R = V / I
R = 15 / 0.002
R
R = 5.500 Ω + R3
R3 = R – 5.500 Ω
R3 = 2.000 Ω = 2 KΩ
Menghitung Tegangan
V = I x R
I = I1 = I2 = I3 (Arus pada
rangkaian seri besarnya sama)
VR1 = I1 x R1
VR1 = 0.002 x 500
VR1 = 1 Volt
VR2 = I2 x R2
VR2 = 0.002 x 5000
VR2 = 10 Volt
VR3 = I3 x R3
VR3 = 0.002 x 2.000
VR3 = 4 Volt
V = VR1 + VR2 + VR3
15 V = 1 V + 10 V + 4 V
Menghitung Daya
P = I x V
P1 = I1 x VR1
P1 = o.002 x 1
P1 = 0.002 W atau 2 mW
P2 = I2 x VR2
P2 = 0.002 x 10
P2 = 0.02 W atau 20 mW
P3 = I3 x VR3
P3 = 0.002 x 4
P3 = 0.008 W atau 8 mW