Rangkaian Kelistrikan Sederhana

Pengertian Rangkaian Kelistrikan

Dalam kendaraan terdapat berbagai rangkaian kelistrikan untuk menunjang fungsional dari kendaraan. Rangkaian kelistrikan merupakan sambungan dari beberapa komponen kelistrikan (sumber, saklar, elemen listrik pasif, dan beban kelistrikan) yang dihubungkan melalui sebuah komponen yang mampu menghantarkan arus listrik. 

Sumber kelistrikan bisa didapatkan dari generator, atau baterai. Kelistrikan pasif merupakan berbagai komponen seperti resistor, transistor, dan komponen lain sebagainya. Beban kelistrikan yang ada pada kendaraan seperti lampu, klakson, ac, audio, motor starter, dan berbagai beban lainnya. Dalam menghubungkan berbagai komponen tersebut memerlukan penghantar yaitu kabel atau bodi kendaraan.

Ketika semua komponen tersebut dijadikan satu maka terbentuk rangkaian kelistrikan yang mampu mengalirkan arus listrik sehingga beban dapat bekerja. Hal ini dikarenakan elektron mampu bergerak dari kutup negatif mengalir kekutup positif.

Bentuk-Bentuk Rangkaian Kelistrikan

Rangkaian kelistrikan pada umumnya dibedakan menjadi tiga yaitu rangkaian seri, rangkaian paralel, dan rangkaian campuran atau kombinasi. Berikut penjelasan mengenai ketiga rangkaian kelistrikan tersebut:

Rangkaian Seri

Rangkaian seri merupakan rangkaian kelistrikan dimana komponen atau beban disusun secara berurutan. Pada rangkaian kelistrikan secara seri hanya terdapat satu jalur yang digunakan untuk mengalirkan arus listrik, sehingga apabila terdapat satu komponen yang rusak dapat mempengaruhi komponen yang lainnya.

Sifat-Sifat Rangkaian Seri

• Arus yang mengalir pada tiap-tiap komponen pada rangkaian adalah sama besar (Itotal=I1=I2=I3=dan seterusnya)
• Tegangan merupakan penjumlahan antara tegangan pada tiap-tiap komponen pada rangkaian kelistrikan tersebut (Vtot= V1+V2+V3+ dan seterusnya)
• Tahanan total merupakan penjumlahan tahanan pada tiap-tiap komponen pada rangkaian kelistrikan tersebut (Rtot=R1+R2+R3+ dan seterusnya)

Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel merupakan rangkaian kelistrikan dimana komponen atau beban disusun secara paralel atau bercabang. Pada rangkaian ini kelistrikan terdapat beberapa jalur sehingga apabila terjadi kerusakan pada satu komponen tidak akan mempengaruhi komponen lainnya.

Sifat-Sifat Rangkaian Paralel

• Besar arus yang mengalir tiap komponen berbeda tergantung besarnya tahanan yang dilalui. Arus total merupakan penjumlahan arus yang mengalir pada tiap-tiap cabang. (Itot=I1+I2+I3+ dan seterusnya)
• Tegangan yang mengalir pada tiap-tiap cabang sama seperti tegangan sumber (Vtot=V1=V2=V3= dan sterusnya)
• Tahanan total merupakan jumlah kebalikan dari semua tahanan pada masing-masing cabang (1/Rtot=1/R1+1/R2+1/R3+1/R seterusnya)

Rangkaian Gabungan Atau Campuran

Rangkaian gabungan atau campuran merupakan rangkaian kelistrikan yang merupakan susunan dari rangkaian seri dan rangkaian paralel. Sifat- sifat rangkain campuran merupakan gabungan dari kedua sifat baik dari rangkaian seri dan rangkaian paralel.

Contoh Perhitungan

1. Terdapat sebuah rangkaian seri dimana beban (tahanan) disusun secara seri seperti gambar dibawah. Apabila tegangan sumber 9 volt dan tahanan masing-masing beban adalah R1= 2 ohm, R2= 3 ohm, R3= 4 ohm. Tentukan tegangan, arus, dan tahanan total dari rangkaian tersebut!
   
2. Apabila terdapat sebuah rangkaian secara paralel dimana sumber 9 volt dan R1= 2 ohm, R2= 3 ohm, R3= 4 ohm. Tentukan tegangan, arus, dan tahanan total dari rangkaian tersebut! 
   
3. Apabila terdapat sebuah rangkaian yang disusun secara campuran dengan sumber 9 volt dan R1= 2 ohm, R2= 3 ohm, R3= 4 ohm. Tentukan tegangan, arus, dan tahanan total dari rangkaian tersebut! 
   

Jawaban

1. Jawabannya sebagai berikut:

• Tahanan total pada rangkaian seri yaitu Rtot=R1+R2+R3 maka Rtot= 2+3+4= 9 Ohm
• Arus total pada rangkaian seri yaitu Itotal=I1=I2=I3=dan seterusnya maka I= V/Rtot = 9 Volt/9 Ohm= 1 Ampere
• Tegangan total pada rangkaian seri yaitu Vtot=V1+V2+V3+dan seterusnya maka tegangan totalnya yaitu V1=1x2=2, V2=1x3=3, V3=1x4=4 maka tegangan total yaitu 9 Volt

2. Jawaban sebagai berikut:

• Tegangan total pada rangkaian paralel yaitu Vtot=V1=V2=V3= dan seterusnya maka tegangan totalnya yaitu 9 Volt.
• Arus total pada rangkaian paralel yaitu Itot=I1+I2+I3+ dan seterusnya maka arus totalnya sebagai berikut: I1=9/2=4.5, I2=9/3=3, I3=9/4 , maka Itotal = 9/2 + 9/3 + 9/4= 54/12+36/12+27/12=9.75A.
• Tahanan total pada rangkaian paralel yaitu  1/Rtot=1/R1+1/R2+1/R3+1/R seterusnya maka Rtotal sebagai berikut: 1/2+1/3+1/4= 6/12+4/12+3/12= 13/12 untuk mendapatkan Rtotal merupakan kebalikan dari penjumlah tahanan pada setiap komponen maka 12/13= 0.9 Ohm

3. Jawaban sebagai berikut:

• Rtotal= 2 + (1/3+1/4=7/12 dibalik maka 12/7=1.7) maka Rtot=2+1.7=3.7 Ohm.
• I total= 9/3.7= 2.4 Ampere (I total pada rangkaian seri = I1=I2, maka kita anggap Itotal pada rangkaian paralel = I total pada rangkaian seri)
• Vtotal= 9 Volt (Tegangan pada rangkaian seri apabila dijumlah akan sama dengan rangkaian pada tegangan paralel)