Unduh PDF
Unduh PDF
Sebelum menghitung voltase yang melalui sebuah resistor, Anda harus menentukan jenis rangkaian listrik (untai) yang digunakan terlebih dahulu. Jika Anda perlu mengulas kembali istilah-istilah dasar atau membutuhkan bantuan untuk memahami perihal rangkaian listrik, mulailah dari bagian pertama. Kalau tidak, langsung lanjutkan ke jenis rangkaian yang ingin dikerjakan
Langkah
-
Pelajari perihal arus listrik. Anda bisa menggunakan analogi berikut: bayangkan Anda sedang menuangkan serealia ke dalam mangkuk. Setiap butir seralia adalah elektron, dan aliran butir-butir serealia yang masuk ke mangkuk adalah arus listrik. [1] X Teliti sumber Serway, R.A. and John W. Jewett, Jr., Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. 8th edition. California: Brooks/Cole. 2010. Ebook Saat membicarakan aliran listrik, Anda menjelaskannya dengan mengatakan seberapa banyak butir serealia yang mengalir setiap detiknya. Saat membicarakan arus listrik, Anda mengukurnya dengan satuan ampere (amp), yaitu jumlah elektron tertentu (yang nilainya sangat besar) yang mengalir setiap detiknya.
-
Ketahui perihal muatan listrik. Elektron memiliki muatan listrik “negatif”. Artinya, elektron menarik (atau mengalir menuju) benda bermuatan positif, dan menangkal (atau mengalir menjauhi) benda bermuatan negatif. Semua elektron memiliki muatan negatif sehingga selalu mendorong elektron lainnya dan menyebar.
-
Pahami perihal voltase. Voltase mengukur perbedaan muatan listrik antara dua titik. Semakin besar selisihnya, semakin kuat kedua titik saling tarik menarik. Berikut contoh menggunakan baterai biasa:
- Di dalam baterai, reaksi kimia yang terjadi menghasilkan kumpulan elektron. Elektron-elektron ini menuju kutub negatif baterai, sementara kutub positifnya tetap hampir kosong. Hal ini dinamakan terminal positif dan negatif. Semakin lama proses ini berlangsung, voltase antara kedua kutub akan semakin besar.
- Ketika Anda menyambungkan kabel antara kutub positif dan negatif, elektron di kutub negatif kini memiliki tempat untuk pergi. Elektron-elektron di kutub negatif mengalir menuju kutub positif dan menghasilkan arus listrik. Semakin besar voltasenya, semakin banyak elektron yang berpindah ke kutub positif setiap detiknya.
-
Pelajari perihal hambatan/resistansi. Hambatan adalah sesuatu yang menghambat elektron. Semakin besar resistansinya, semakin sulit bagi elektron untuk lewat. Hambatan melambatkan arus listrik karena jumlah elektron yang lewat setiap detiknya berkurang.
- Resistor dapat berupa apa pun di dalam rangkaian listrik yang menambah hambatan. Anda dapat membeli “resistor” betulan, tetapi di dalam soal, biasanya resistor diwakilkan oleh bola lampu atau apa pun yang memiliki resistansi.
-
Hafalkan Hukum Ohm. Ada hubungan sederhana antara arus, voltase, dan hambatan listrik. Tulis atau hafalkan rumus berikut karena Anda akan membutuhkannya untuk menyelesaikan soal terkait rangakaian listrik:
- Arus = voltase dibagi dengan hambatan
- Rumus tersebut dapat ditulis sebagai berikut: I = V / R
- Pikirkan apa yang terjadi jika V (voltase) atau R (resistansi) di dalam rangkaian meningkat. Apakah sesuai dengan pembahasan di atas?
Iklan
-
Pahami perihal rangkaian seri. Rangkaian listrik seri sangat mudah dikenali. Bentuknya berupa lingkaran kabel dengan semua komponen tersusun berjejer di sepanjang kabel. Arus listrik mengalir melewati seluruh kabel dan melewati setiap resistor atau elemen yang ditemuinya.
- Arus listrik selalu sama di setiap titik pada rangkaian. [2] X Teliti sumber
- Saat menghitung voltase, letak resistor di rangkaian tidaklah relevan. Anda bisa mengambil resistor dan memindahkannya di rangkaian, dan besar voltase yang melewati setiap resistor tetap sama.
- Kita akan menggunakan contoh rangkaian listrik dengan 3 resistor yang disusun seri: R 1 , R 2 , dan R 3 . Rangkaian tersebut mendapatkan daya dari baterai 12 volt. Kita akan mencari voltase yang melalui setiap resistor.
-
Hitung total resistansi. Jumlahkan semua nilai hambatan di dalam rangkaian. Hasilnya adalah hambatan total dari rangkaian seri.
- Sebagai contoh, ketiga resistor R 1 , R 2 , dan R 3 memiliki resistansi masing-masing 2 Ω (ohm), 3 Ω, dan 5 Ω . Dengan demikian, hambatan totalnya 2 + 3 + 5 = 10 ohm.
-
Cari arus dalam rangkaian. Gunakan Hukum Ohm untuk menemukan nilai arus pada seluruh rangkaian listrik. Ingat, dalam rangkaian seri, besar arus selalu sama di setiap titik rangkaian. Setelah memperoleh nilai arus, kita dapat mengerjakan semua perhitungan yang tersisa.
- Hukum Ohm menyatakan bahwa arus I = V / R . Voltase yang mengaliri rangkaian adalah sebesar 12 volt, dan hambatan total rangkaian sebesar 10 ohm. Masukkan angka-angka tersebut ke rumus untuk memperoleh I = 12 / 10 = 1,2 ampere .
-
Sesuaikan Hukum Ohm untuk menemukan nilai voltase. Gunakan aljabar dasar untuk mencari nilai voltase, alih-alih arus listrik:
- I = V / R
- IR = V R / R
- IR = V
- V = IR
-
Hitung voltase yang melalui setiap resistor. Kita telah mengetahui nilai hambatan dan arus. Sekarang, semua perhitungan dapat kita kerjakan. Masukkan angka ke dalam rumus dan selesaikan perhitungan. Berikut adalah perhitungan untuk ketiga resistor dari contoh di atas:
- Voltase pada R 1 = V 1 = ( 1,2A )( 2Ω ) = 2,4 volt.
- Voltase pada R 2 = V 2 = ( 1,2A )( 3Ω ) = 3,6 volt.
- Voltase pada R 3 = V 3 = ( 1,2A )( 5Ω ) = 6 volt.
-
Periksa jawaban Anda. Dalam rangkaian seri, jumlah semua jawaban harus sama dengan voltase total. [3] X Teliti sumber Jumlahkan setiap voltase yang Anda hitung dan periksa apakah sesuai dengan voltase total rangkaian. Kalau tidak sama, coba cari kesalahan dari perhitungan Anda.
- Sesuai contoh di atas, 2,4 + 3,6 + 6 = 12 volt, sama dengan voltase total yang melalui rangkaian listrik.
- Jika jawaban Anda meleset sedikit (misalnya 11,97 alih-alih 12), kemungkinan Anda pernah membulatkan angka saat mengerjakan rumus. Jangan khawatir, jawaban Anda tidak salah.
- Ingat, voltase mengukur perbedaan muatan, atau jumlah elektron. Bayangkan Anda menghitung elektron baru yang dilihat saat berjalan di sepanjang rangkaian listrik. Jika Anda menghitung dengan benar, Anda akan mengetahui perubahan total dalam elektron mulai dari awal sampai akhir.
Iklan
-
Pelajari perihal rangkaian paralel. Bayangkan sebuah kabel menyambung pada salah satu kutub baterai, lalu bercabang menjadi dua kabel terpisah. Kedua kabel ini saling sejajar satu sama lain, lalu menyatu kembali sebelum tersambung ke kutub baterai yang satu lagi. Jika kabel di sebelah kiri tersambung dengan sebuah resistor, dan kabel di sebelah kanan juga tersambung dengan resistor lain, kedua resistor ini terhubung secara “paralel”. [4] X Teliti sumber
- Anda bisa menambah kabel paralel sebanyak mungkin. Panduan ini dapat digunakan untuk rangkaian listrik yang bercabang menjadi 100 kabel yang kemudian menyatu kembali.
-
Ketahui cara arus listrik mengalir di rangkaian paralel. Arus listrik mengalir melewati setiap jalur yang tersedia. Arus listrik akan mengalir melalui kabel di kiri, melalui resistor di kiri, dan sampai ke ujungnya yang satu lagi. Pada saat yang sama, arus juga mengalir melalui kabel di kanan, melalui resistor di kanan, dan sampai ke ujungnya. Tidak ada kabel atau resistor dalam rangkaian paralel yang dialiri arus dua kali.
-
Gunakan voltase total untuk mencari voltase di setiap resistor. Jika Anda mengetahui voltase yang mengaliri seluruh rangkaian, jawabannya bisa ditemukan dengan mudah. Setiap kabel yang paralel memiliki voltase yang sama dengan seluruh rangkaian listrik. [5] X Teliti sumber Katakanlah rangkaian listrik memiliki dua resistor yang paralel dan satu baterai berdaya 6 volt. Hambatan tidak terlalu relevan saat ini. Untuk memahaminya, ingat kembali rangkaian seri yang dijelaskan di atas:
- Ingat bahwa jumlah voltase di rangkaian seri selalu sama dengan voltase total yang melalui rangkaian listrik.
- Bayangkan setiap jalur yang dilalui arus pada rangkaian seri. Hal yang sama berlaku untuk rangkaian paralel: jika Anda menjumlahkan semua voltase, hasilnya sama dengan voltase total.
- Oleh karena arus yang mengaliri setiap kabel yang paralel hanya melalui satu resistor, voltase yang melalui resistor harus sama dengan voltase total.
-
Hitung arus total rangkaian listrik. Jika soal tidak memberikan voltase total pada rangkaian, Anda harus menyelesaikan beberapa langkah tambahan. Mulailah dengan mencari besar arus total yang melalui rangkaian listrik. Pada rangkaian paralel, arus total besarnya sama dengan jumlah arus yang melalui setiap jalur yang paralel. [6] X Teliti sumber Serway, R.A. and John W. Jewett, Jr., Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. 8th edition. California: Brooks/Cole. 2010. Ebook
- Rumusnya adalah sebagai berikut: I total = I 1 + I 2 + I 3 ...
- Jika Anda kesulitan memahaminya, bayangkan sebuah pipa air yang bercabang dua. Banyaknya total air yang mengalir dalam rangkaian pipa adalah jumlah dari air yang mengalir di setiap pipa.
-
Hitung hambatan total rangkaian listrik. Efektivitas resistor berkurang dalam rangkaian paralel karena hanya menghambat arus yang melalui satu kabel. Faktanya, semakin banyak kabel dalam rangkaian, semakin mudah pula arus mencari jalur untuk mengalir dengan lancar. Untuk menemukan resistansi total, carilah nilai R. total dalam persamaan ini:
- 1 / R total = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 ...
- Sebagai contoh, sebuah rangkaian listrik memiliki resistor masing-masing sebesar 2 ohm dan 4 ohm yang terhubung paralel. 1 / R total = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4)R total → R total = 1/(3/4) = 4/3 = ~1,33 ohm.
-
Cari voltase dari jawaban Anda. Ingat, begitu kita menemukan voltase total dari rangkaian listrik, kita telah mengetahui besar voltase yang melalui setiap kabel yang paralel. Gunakan Hukum Ohm untuk menyelesaikan perhitungan. Coba perhatikan contoh soal berikut:
- Rangkaian listrik memiliki arus sebesar 5 ampere dan hambatan total sebesar 1,33 ohm.
- Sesuai Hukum Ohm, I = V / R sehingga V = IR
- V = (5A)(1,33Ω) = 6,65 volt.
Iklan
Tips
- Jika Anda memiliki rangkaian listrik yang rumit, misalnya memiliki resistor yang terhubung secara paralel dan seri, pilih dua resistor terdekat. Cari hambatan total yang melalui kedua resistor tersebut menggunakan aturan untuk resistor di rangkaian seri dan paralel. Sekarang, Anda bisa memperlakukannya sebagai satu resistor. Teruskan proses ini sampai Anda memiliki rangkaian yang resistornya tersusun hanya secara seri atau paralel. [7] X Teliti sumber
- Voltase yang melalui resistor sering kali dinamakan " voltage drop ."
- Pahami istilah-istilah berikut:
- Rangkaian/untai listrik – Susunan berbagai komponen (resistor, kapasitor, dan induktor), yang dihubungan kabel dan dapat dialiri arus listrik.
- Resistor – elemen yang dapat mengurangi atau menghambat arus listrik.
- Arus – Aliran muatan listrik di dalam kabel. Dinyatakan dengan satuan Ampere (A).
- Voltase – Banyaknya muatan listrik yang lewat setiap detiknya. Dinyatakan dalam satuan volt (V).
- Hambatan/resistansi – Ukuran oposisi sebuah elemen terhadap arus listrik. Dinyatakan dalam satuan Ohm (Ω)
Iklan
Referensi
- ↑ Serway, R.A. and John W. Jewett, Jr., Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. 8th edition. California: Brooks/Cole. 2010. Ebook
- ↑ https://www.swtc.edu/ag_power/electrical/lecture/series_circuits.htm
- ↑ https://www.swtc.edu/ag_power/electrical/lecture/series_circuits.htm
- ↑ http://www.electronics-tutorials.ws/resistor/res_4.html
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circuits/Lesson-4/Parallel-Circuits
- ↑ Serway, R.A. and John W. Jewett, Jr., Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. 8th edition. California: Brooks/Cole. 2010. Ebook
- ↑ http://www.electronics-tutorials.ws/resistor/res_5.html
Iklan
