Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Widget Atas Posting

Box 1 , scroll ke bawah

Box 2 , scroll ke bawah

Box 3 , scroll ke bawah

Box 4

Penerapan Hukum Ohm pada Rangkaian Seri, Paralel dan campuran

Hukum Ohm

Hukum ohm merupakan hukum dasar yang digunakan dalam mempelajari ilmu kelistrikan yang  membahas tentang hambatan, arus dan tagangan dalam sebuah rangkaian tertutup, yang ditemukan oleh seorang ilmuwan Goerge Ohm,Untuk mengetahui tentang hukum ohm silakan baca artikel  hukum ohm, perhitungan dan penerapannya. Pada artikel kali ini akan kita bahas bagaimana jika konsep hukum ohm tersebut diterapkan dalam rangkaian seri, paralel dan campuran.

lampu


Penerapan Hukum ohm dalam rangkaian Seri

Sebuah rangkaian tertutup terdiri dari sebuah sumber tegangan dan dua buah tahanan yang tersusun secara seri, maka akan berlaku hukum ohm. Untuk memudahkan pemahaman sobatbee, pahami ketentuan ketentuan dalam perhitungan rangkaian seri sebagai berikut:
seri seri
  1. Arus sumber  pada rangkaian seri merupakan hasil pembagian dari V sumber dengan R pengganti Seri.( Is = Vs/ (R1 + R2)
  2. Besarnya Arus sumber sama dengan arus yang mengalir pada tiap beban pada rangkaian seri        ( Is = IR1 = IR2)
  3. Besarnya tegangan sumber merupakan penjumlahan dari masing masing tegangan bagian.            ( V sumber = VR1 + VR2)

Contoh soal hukum ohm pada rangkaian listrik seri

Sebuah rangkaian tertutup terdiri dari dua buah beban yaitu R1 = 100 ohm, R2= 300 ohm dihubungkan dengan sumber tegangan sebesar 12 Volt, tentukan Nilai : R pengganti seri (Rs), Arus Sumber ( Is), Arus bagian masing masing tahanan ( IR1 dan IR2), Tegangan Masing masing bagian ( VR1 dan VR2)

Diketahui : R1 = 100 ohm, R2 = 300 Ohm, Vs = 12 Volt dirangkai secara seri :
Tentukan : 
  • Rs ( Tahanan pengganti Seri)
  • Is ( arus Sumber)
  • IR1 ( arus yang mengalir pada Tahanan R1)
  • IR2 (Arus yang mengalir pada tahanan R2)
  • VR1 ( Tegangan pada Tahanan R1)
  • VR2 ( Tegangan pada Tahanan R2)

Penyelesaian.

untuk mencari besarnya Tahanan Pengganti Seri (Rs), gunakan rumus R pengganti seri yang bisa sobatbee pelajari pada artikel :  Cara Cepat Menghitung rangkaian seri dan Paralel

Rs = R1 + R2
Rs = 100 ohm + 300 Ohm
Rs =  400 Ohm.

Untuk mencari besarnya arus sumber, sobatbee bisa lihat lagi artikel tentang hukum ohm, perhitungan dan penerapannya, Pada rangkaian tersebut besarnya arus sumber  adalah :

Is = Vs / Rs

Is = 12 Volt / 400 Ohm

Is = 0,03 Ampere, atau bisa diubah ke dalam satuan milli Amper menjadi : 30milli Ampere.

Untuk mencari besarnya Arus Bagian pada R1 dan R2 ( IR1 dan IR2) sobatbee bisa lihat ketentuan di atas, bahwa "pada rangkaian seri besarnya arus bagian sama dengan arus sumber", sehingga besarnya IR1 dan IR 2 adalah :
Is = IR 1 = IR2

sehingga : 
IR1 = 0,03 Ampere
IR2 = 0,03 Ampere.

Untuk mencari besarnya Tegangan bagian, sobatbee bisa lihat ketentuan di atas, bahwa "besarnya tegangan sumber adalah penjumlahan dari masing masing tegangan bagian", sehingga Tegangan bagian dari rangkaian di atas adalah :

Vs = VR1 + VR2

VR1 = IR1 x R1
VR1 = 0,03 Ampere x 100 Ohm
VR1 = 3 Volt

VR2 = IR2 X R2
VR2 = 0,03 Ampere x 300 Ohm
VR2 = 9 Volt

dari hasil di atas, terbukti bahwa    Vs = VR1 + VR2, yaitu :  12 Volt = 3 Volt + 9 Volt

Latihan Soal.

1. Sebuah Rangkaian Seri dengan dua buah tahanan dan sebuah suber tegangan sebagai berikut :
Jika nilai R1 = 200 Ohm dan R2= 300 Ohm, dihubungkan pada sebuah sumber tegangan yang besarnya : 20 Volt, Hitunglah
  • Rs ( R pengganti Seri)
  • Is ( Arus Sumber)
  • IR1 ( Arus yang mengalir pada R1)
  • IR2 (Arus yang mengalir pada R2)
  • VR1 ( Tegangan Bagian pada R1)
  • VR2 ( Tegangan Bagian pada R2)

2. Sebuah rangkaian seri dengan dua buah tahanan dan satu buah sumber tegangan sebagai berikut:
Jika nilai R1 = 1K Ohm dan R2= 2K Ohm, dihubungkan pada sebuah sumber tegangan yang besarnya : 12 Volt, Hitunglah
  • Rs ( R pengganti Seri)
  • Is ( Arus Sumber)
  • IR1 ( Arus yang mengalir pada R1)
  • IR2 (Arus yang mengalir pada R2)
  • VR1 ( Tegangan Bagian pada R1)
  • VR2 ( Tegangan Bagian pada R2)

Penerapan Hukum Ohm Pada Rangkaian Paralel

Sebuah rangkaian tertutup terdiri dari sebuah sumber tegangan dan dua buah tahanan yang tersusun secara paralel  maka akan berlaku hukum ohm. Untuk memudahkan pemahaman sobatbee, pahami ketentuan ketentuan dalam perhitungan rangkaian paralel sebagai berikut:

rangkaian paralel


  1. Arus sumber  pada rangkaian paralel merupakan hasil pembagian dari V sumber dengan R pengganti paralel ( Is = Vs/ (R1 // R2)
  2. Besarnya Arus sumber sama dengan  penjumlahan dari masing masing arus bagian pada rangkaian paralel  ( Is = IR1+ IR2)
  3. Besarnya tegangan sumber sama dengan tegangan pada  masing masing tegangan bagian.            ( V sumber = VR1 = VR2)

Contoh soal hukum ohm pada rangkaian listrik Paralel

Sebuah rangkaian tertutup terdiri dari dua buah beban yaitu R1 = 200 ohm, R2= 300 ohm dihubungkan dengan sumber tegangan sebesar 12 Volt, tentukan Nilai : R pengganti paralel (Rs), Arus Sumber ( Is),  Tegangan Masing masing bagian ( VR1 dan VR2) dan Arus bagian masing masing tahanan ( IR1 dan IR2), 

Diketahui : R1 = 200 ohm, R2 = 300 Ohm, Vs = 12 Volt dirangkai secara seri :

rangkaian paralel

Tentukan : 

  • Rs ( Tahanan pengganti Seri)
  • Is ( arus Sumber)
  • VR1 ( Tegangan pada Tahanan R1)
  • VR2 ( Tegangan pada Tahanan R2)
  • IR1 ( arus yang mengalir pada Tahanan R1)
  • IR2 (Arus yang mengalir pada tahanan R2)

Penyelesaian.

untuk mencari besarnya Tahanan Pengganti Paralel (Rp), gunakan rumus R pengganti paralel yang bisa sobatbee pelajari pada artikel :  Cara Cepat Menghitung rangkaian seri dan Paralel

Rp = R1 // R2
Rp = 200 ohm // 300 Ohm
Rp = 200 ohm X 300 ohm        = 60.000 ohm
          200 ohm + 300 Ohm     500         

Rp =  120 Ohm.

Untuk mencari besarnya arus sumber, sobatbee bisa lihat lagi artikel tentang hukum ohm, perhitungan dan penerapannya, Pada rangkaian tersebut besarnya arus sumber  adalah :

Adalah = Vs / Rp

Adalah = 12 Volt / 120 Ohm

Is = 0,1 Ampere, atau bisa diubah ke dalam satuan milli Amper menjadi : 100 milli Ampere.



Untuk mencari besarnya Tegangan bagian, sobatbee bisa lihat ketentuan di atas, bahwa "besarnya tegangan sumber sama dengan  tegangan masing masing bagian", sehingga Tegangan bagian dari rangkaian di atas adalah :

Vs = VR1 = VR2

VR1 = 10
VR2 = 10 Volt


Untuk mencari besarnya Arus Bagian pada R1 dan R2 ( IR1 dan IR2) sobatbee bisa lihat ketentuan di atas, bahwa "pada rangkaian paralel besarnya arus sumber  sama dengan penjumlahan masing masing arus bagian ", sehingga besarnya IR1 dan IR 2 adalah :

Adalah = IR 1 + IR 2

sehingga : 
IR1 = VR1 / R1
IR1 = 12 Volt / 200 Ohm 
IR1 = 0,06 Ampere

IR2 = VR2 / R2
IR2 = 12 volt / 300 Ohm
IR2 = 0,04 Ampere

dari hasil perhitungan di atas Is = IR1 + IR2 , yaitu 0,1 Ampere = 0,06 Ampere + 0,04 Ampere

Penerapan Hukum Ohm Pada Rangkaian Campuran ( Seri dan Paralel)

Sebuah rangkaian tertutup yang dirakit secara campuran yaitu seri paralel, maka akan berlaku konsep hukum ohm untuk rangkain seri dan juga konsep hukum ohm untuk rangkaian paralel. Sebuah rangkaian campuran dapat di gambarkan sebagai berikut :

Rangkaian Campuran

Ketentuan ketentuan dalam rangkaian seri dan paralel akan berlaku untuk menyelesaikan perhitungan pada rangkaian campuran ini. Sobatbee bisa lihat pemaparannya di atas.

Contoh Soal:

Sebuah rangkaian tertutup di rakit dengan tiga buah beban yang disusun secara seri dan paralel. Masing masing beban memiliki nilai R1 = 100 ohm, R2 = 200 Ohm dan R3= 300 Ohm. Dihubungkan dengan sumber tegangan Vs=15 Volt.Tentukan nilai R total, arus sumber (Is), Arus pada R1 ( IR1), Arus pada R2 ( IR2), Arus pada R3 ( IR3), Tegangan Bagian pada R1 ( VR1), Tegangan Bagian pada R2 ( VR2), dan Tegangan bagian pada R3 (VR3)

Diketahui
  • R1 = 100 
  • R2= 200 Ohm
  • R3 = 300
  • Vs = 15 Volt

Tentukan :
  • R Total
  • I Sumber
  • Arus pada beban R1 (IR1)
  • Arus pada beban R2 (IR2)
  • Arus pada beban R3 (IR3)
  • Tegangan bagian pada beban R1 (VR1)
  • Tegangan bagian pada R2 (VR2)
  • Tegangan Bagian pada R3 (VR3)

Penyelesaian

Mencari Tahanan Total (R Total)
Pada rangkaian campuran tersebut terdapat 3 buah resistor, yaitu R1, R2, dan R3. Berdasarkan gambar rangkainnya, R2 terhubung secara paralel dengan R3, dan keduanya terhubung secara seri dengan R1, untuk lebih memperjelas pemahaman sobatbee, dapat di jabarkan dalam gambar berikut :

Rangkaian Campuran
Langkah 1 : Hitung R antara B dan C yang terhubung secara Paralel, 
                    RBC = R2//R3
                    RBC = 200//300
                    RBC = 200 X 300 = 60000    =    120 Ohm
                                200 + 300        500

Langkah 2 : Hitung R antara A dan C, atau R total. Hambatan pada titik RAC terdiri dari R1 yang terhubung secara seri dengan RBC
RAC ( R total ) = R1+RBC
RAC (R total ) = 100 +120 = 220 Ohm.

Rangkaian ekuivalen
Mencari Arus Sumber ( Is)
Setelah R total ditemukan, maka langkah selanjutnya adalah mencari besarnya arus sumber (Is) yang mengalir pada rangkaian tersebut.

Is= Vs/R total = 15 Volt/220 Ohm. = 0,068 Ampere.


Mencari arus yang mengalir pada R1( IR1)
Setelah Arus sumber diketahui, kita bisa mencari Arus yang mengalir pada R1. Pada rangkaian tersebut terlihat bahwa arus sumber langsung mengalir ke R1, sehingga besarnya IR1 = Is

IR1= Is = 0,068 Ampere.

Mencari Tegangan Bagian pada R1 ( VR1)
Setelah arus pada R1 diketahui, sobatbee bisa mencari besarnya tegangan bagian pada R1,yaitu

VR1 = IR1 x R1 = 0,068 A x 100 Ohm = 6,8 Volt.

Mencari Tegangan Bagian pada R2 (VR2) dan Tegangan Bagian pada R3 (VR3)
Sesuai dengan konsep hukum ohm, pada rangian seri, akan berlaku tegangan sumber merupakan penjumlahan dari masing masing tegangan bagian

Tegangan Bagian
Sehingga besarnya Tegangan yang ada pada RBC ( nilai R2//R3) adalah 
Vs = VR1 + VRBC
VRBC = Vs-VR1
VRBC = 15-6,8
VRBC = 8,2 Volt
VRBC merupakan tegangan bagian, dimana tegangan yang ada pada R2 dan R3 yang terhubung secara paralel  adalah sama ( Lihat konsep hukum ohm tentang tegangan pada rangkaian paralel)
Sehingga :

VR2 = VR3 = VRBC = 8,2 Volt

Mencari Besarnya arus yang mengalir pada R2 dan R3
Setelah tegangan pada titik R2 dan R3 diketahui, maka sobat bisa mencari arus yang mengalir pada R2 dan R3, yaitu :

IR2= VR2/R2
IR2 = 8,2 Volt/ 200 Ohm = 0,041 Ampere.

IR3 = VR3/R3
IR3 = 8,2 Volt/ 300 ohm = 0,027 Ampere

Demikian, artikel tentang penerapan hukum ohm pada rangkaian seri, paralel, dan campuran, semoga bermanfaat. jika ada diskusi  bisa dituliskan di kolom komentar.