Belajar Rangkaian Listrik Dengan Benar Beserta Contoh Soal

Daftar Isi

Rangkaian listrik adalah sebuah jalur atau rangkaian sehingga elektron dapat mengalir dari sumber voltase atau arus listrik. Proses peralihan atau arus elektron inilah yang kita kenal sebagai listrik.


Elektron dapat berpindah pada bahan material penghantar arus listrik yakni konduktor. sebab itu kabel dipakai pada rangkaian listrik terbuat dari tembaga yang dapat menghantarkan arus listrik.

Tempat dimana elektron masuk ke dalam rangkaian listrik dinamakan dengan sumber tegangan listrik. Setiap komponen yang memakai aliran arus listrik untuk penggunaannya disebut sebagai beban listrik atau load.

Belajar Rangkaian Listrik Dengan Benar Beserta Contoh Soal

Pertama-tama, gambar berikut adalah diagram sirkuit listrik dari perangkat yang menyalakan bola lampu mini.

Ini dia alat yang mudah untuk menyalakan lampu melalui konduktor dengan baterai sebagai catu daya atau sumber listrik / arus.

Dalam gambar diatas, arus dapat dialirkan dan diinterupsi oleh sakelar.  Selain itu, diagram sirkuit listrik terdiri dari sumber daya (baterai) sebagai sumber arus yang mengalir, beban (lampu) yang mengubah arus menjadi energi cahaya, dan konduktor yang menjadi perantara aliran arus ini.

Jenis dan karakteristik Catu Daya

Tegangan DC / Catu Daya DC

Catu daya DC umumnya berupa baterai kering, baterai, adaptor AC, dll. Secara umum, ada kutub plus dan kutub minus, dan arus mengalir ke arah tertentu. Oleh karena itu, jika Anda terhubung ke arah sebaliknya, arus tidak mengalir dengan baik.

Tegangan AC / Catu Daya AC

Catu daya AC mengacu pada arus yang mengalir melalui outlet rumah tangga atau sejenisnya, dan plus dan minus berubah secara berkala. Karena itu berfungsi dengan baik bahkan jika terhubung ke arah sebaliknya.

Rangkaian Listrik Seri

Rangkaian seri mempunyai sebuah susunan komponen secara berderetan hanya melalui satu jalur aliran listrik atau melalu 1 pengkabelan listrik. Contohnya adalah sebuah rangkaian yang memiliki dua lampu LP1 dan LP2, tapi hanya terdapat satu jalur kabel untuk mengalirkan listrik seperti pada gambar dibawah ini.

Arus memiliki kekuatan yang sama di semua beban

Pada rangkaian listrik seri, arus yang mengalir mempunyai besarnya sama tiap beban contohnya seperti lampu tersebut dan dirumuskan dengan:

Nilai Tegangan adalah jumlah dari beban

Total beban lampu pada rangkaian seri merupakan penjumlahan masing-masing bebanya yang dirumuskan dengan:

Semua Lampu Memiliki kecerahan yang sama

Dalam artian dengan menggunakan rangkaian seri ini maka ada sebuah kekurangan jika kebanyakan lampu disambung seri maka akan redup semua itu sudah pernah di praktekan.

mangkanya sambung pada instalasi rumah menggunakan rangkaian paralel.

Ketika Kabel 1 Putus maka semua lampu mati semua

Ini adalah kekurangan dari sebuah rangkaian seri, karena bersangkut paut atau interlock antara bola lampu 1 dengan yang lain.

Rangkaian Listrik Paralel

Rangkaian paralel adalah sebuah rangkaian listrik yang komponennya disusun sejajar yang terdapat lebih dari satu jalur listrik (bercabang) secara paralel. Jadi 2 komponen di pasang dengan atas bawah.

Contohnya adalah sebuah rangkaian yang memiliki dua lampu dimana terdapat satu jalur kabel untuk setiap lampu seperti pada gambar dibawah ini.

Arus masuk adalah jumlah total

Pada rangkaian listrik paralel, arus yang mengalir merupakan faktor dari penjumlahan beban yang terpakai dan dirumuskan dengan:

Nilai Tegangan sama rata semua

Tegangan pada semua hambatan atau resistor adalah sama yang dirumuskan dengan:

Semua Lampu Memiliki kecerahan yang sama

Jika Anda menghubungkan bola lampu secara paralel, kecerahan semua bola lampu akan dikombinasikan dengan kecerahan saat satu baterai terhubung. Karena tegangan semua bagian adalah sama.

Kecerahannya sama, tetapi waktu baterai berbeda. Baterai akan bertahan lebih lama jika dihubungkan secara paralel.

Ketika Kabel 1 Putus maka lampu yang lainya masih hidup

Apa yang akan terjadi pada sisa lampu saat melepas lampu? Dalam kasus paralel, tidak seperti seri, karena tidak dapat ditulis dengan satu goresan, itu berarti aliran arus tetap ada.

Karenanya, bola lampu lainnya tidak akan mati saat terpasang.

Rangkaian Listrik Paralel dan seri

Rangkaian campuran atau rangkaian seri paralel adalah gabungan dari rangkaian seri dan rangkaian paralel. Secara umum mempunyai karakteristik dan hukum yang berlaku masing-masing tinggal dijumlahkan antara nilai rangkaian seri dan paralel pada akhiran.

Gambar rangkaian listrik paralel dan seri

Rumus rangkaian listrik paralel dan seri

Rangkaian Listrik Arus Searah

Sumber Arus Listrik Searah adalah sumber energi listrik yang dapat menimbulkan arus listrik yang arahnya selalu tetap (konstan) dari muatan listrik dari potensi tinggi ke rendah.

Arus searah atau bisa di sebut Direct Current(DC).

DC umumnya ditemukan di banyak aplikasi bertegangan rendah, terutama di mana ini didukung oleh Baterai. Sebagian besar sirkuit elektronik memerlukan catu daya DC.

Tegangan umum untuk araus serah adalah.

• 1.5 VDC
• 5 VDC
• 12 VDC
• 24 VDC

Rangkaian Listrik AC arus Bolak Balik

Dalam rangkaian DC, tegangan dan arus pada umumnya konstan, yang tidak bervariasi dengan waktu karena tidak ada bentuk gelombang sinusoidal yang terkait dengan suplai. Namun dalam rangkaian AC, nilai sesaat dari tegangan, arus dan karena itu daya terus berubah dipengaruhi oleh pasokan.

Jadi kita tidak dapat menghitung daya pada sirkuit AC dengan cara yang sama seperti pada sirkuit DC, tetapi kita masih dapat mengatakan bahwa daya (p) sama dengan tegangan (v) dikalikan dengan ampere (i).

Poin penting lainnya adalah bahwa rangkaian AC mengandung reaktansi, sehingga ada komponen daya sebagai akibat dari medan magnet dan / atau listrik yang dibuat oleh komponen.

Hasilnya adalah bahwa tidak seperti komponen resistif murni, daya ini disimpan dan kemudian dikembalikan ke suplai ketika gelombang sinusoidal melewati satu siklus periodik lengkap.

Dengan demikian, daya rata-rata yang diserap oleh suatu rangkaian adalah jumlah daya yang disimpan dan daya yang dikembalikan selama satu siklus lengkap.

Jadi konsumsi daya rata-rata sirkuit akan menjadi rata-rata daya sesaat dalam satu siklus penuh dengan daya sesaat, p didefinisikan sebagai perkalian dari tegangan sesaat, v oleh arus sesaat, i .

Perhatikan bahwa karena fungsi sinus periodik dan kontinu, daya rata-rata yang diberikan sepanjang waktu akan sama persis dengan daya rata-rata yang diberikan pada satu siklus tunggal.

Rangkaian Listrik 1 Phase dan 3 Phase

Sistem daya satu fasa dan tiga fasa mengacu pada unit yang menggunakan daya listrik bolak-balik (AC). Dengan daya AC, aliran arus terus-menerus berganti arah. Perbedaan utama antara daya AC satu fasa dan tiga fasa adalah keteguhan pengiriman.

Sistem daya AC fase tunggal memuncak pada tegangan 90⁰ dan 270 with, dengan siklus lengkap pada 360⁰ (lihat bagan di bawah ini.) Dengan puncak dan penurunan dalam tegangan ini, daya tidak dikirim pada laju yang konstan.

Dalam sistem 1 phase, ada satu kabel netral dan satu kabel daya dengan arus yang mengalir di antara mereka. Perubahan siklus dalam besaran dan arah biasanya mengubah aliran dalam arus dan tegangan sekitar 60 kali per detik, tergantung pada kebutuhan khusus suatu sistem.

Dalam sistem 3 phase, ada tiga kabel daya, masing-masing 120⁰ dari fase satu sama lain. Delta dan wye adalah dua jenis rangkaian yang digunakan untuk mempertahankan beban yang sama pada sistem tiga fase, masing-masing menghasilkan konfigurasi kabel yang berbeda. Dalam konfigurasi delta, tidak ada kawat netral yang digunakan.

Konfigurasi wye menggunakan kabel netral dan ground. (Catatan: Dalam sistem tegangan tinggi, kawat netral biasanya tidak ada untuk sistem tiga fase.) Ketiga fase daya telah memasuki siklus dengan 120⁰.

Pada saat siklus lengkap 360⁰ telah selesai, tiga fase daya masing-masing memuncak pada tegangan dua kali (lihat grafik di bawah ini.) Dengan catu daya tiga fase , aliran daya yang mantap dikirimkan pada tingkat yang konstan, memungkinkan untuk membawa lebih banyak muatan.

Manfaat Menggunakan Rangkaian Listrik 1 Phase

• Array luas penggunaan aplikasi
• Catu daya AC paling efisien hingga 1000 watt
• Lebih sedikit biaya desain
• Desain yang kurang rumit

Manfaat Menggunakan Rangkaian Listrik 3 Phase

• Pengurangan konsumsi tembaga
• Lebih sedikit risiko keselamatan bagi pekerja
• Biaya penanganan tenaga kerja yang lebih rendah
• Efisiensi konduktor yang lebih baik
• Kemampuan untuk menjalankan beban daya yang lebih tinggi

Rangkaian Listrik Sederhana

Lampu membutuhkan dua kabel untuk menyala, satu kabel netral dan lainnya kabel hidup. Kedua kabel ini terhubung dari lampu ke panel suplai utama. Dianjurkan untuk menggunakan kabel warna merah dan hitam untuk kabel hidup dan netral dalam Proyek Sirkuit Listrik , di mana warna merah digunakan untuk kabel hidup dan warna hitam digunakan untuk kabel netral. Sakelar digunakan untuk mengontrol sirkuit dengan menghidupkan dan mematikan.

Rangkaian Listrik Sederhana

Ini disediakan di kabel langsung antara pasokan dan beban utama. Ketika sakelar HIDUP sirkuit listrik ditutup dan lampu menyala dan saat sakelar MATI cahaya akan memutuskan pasokan daya ke beban. Kabel ini ditempatkan dalam kotak yang disebut kotak saklar untuk operasi yang lebih baik. Switch wire dan live wire adalah satu kawat dan hanya dipotong di antaranya untuk menghubungkan switch.

Contoh Soal Rangkaian Listrik

Latihan 1

Gunakan hukum 2 kirchoff. Pertama kita pilih arus mengalir berlawanan arah jarum jam, begitu pula loop kita pilih sesuai arah arus. Kita mulai dari ggl 8 V:

Atau bisa kita kerjakan dengan cara alternatif. Pertama hitung hambatan pengganti pada rangkaian. Kedua hitung ggl pengganti pada rangkaian. Kemudian hitung arus dengan hukum ohm.Hambatan total/hambatan penggati:

Tegangan pengganti:

Arus yang mengalir pada rangkaian:

Semoga Bermanfaat dan semangat terus untuk belajar dan belajar tentang Belajar Rangkaian Listrik Dengan Benar Beserta Contoh Soal.