Rangkaian Sumber Tegangan

• untuk keperluan tertentu, beberapa sumber tegangan (misalnya baterai) harus dirangkai secara seri atau paralel. Setiap sumber tegangan mempunyai nilai Gaya Gerak Listrik (GGL) yang di nyatakan dengan lambang r. sumber tegangan listrik searah yang disebut dengan gaya gerak listrik dapat disusun secara seri atau paralel.

Susunan sumber tegangan seri

• Jika beberapa buah sumber tegangan yang mempunyai GGL yang sama dengan masing-masing hambatan dalam,maka besarnya kuat arus yang keluar dari sumber tegangan untuk susunan seri adalah:

I = nE R +nr

keterangan: I = kuat arus listrik (ampere) n= jumlah sumber tegangan E= besar sumber tegangan (volt) r= hambatan luar (ohm) R= hambatan dalam (ohm)

E1 E2 E3

r1 r2 r3

Dari gambar di atas dapat ditentukan besarnya GGL total (Etotal) dengan persamaan:

Etotal=E1 +E2 + E3 +….. + En

• Hambatan dalam totalnya : rs =r1 +r2+r3+…+rn

Bila rangkaian sumber tegangan di hubungkan pada suatu hambatan luar R, maka kuat arus yang mengalir (I) pada hambatan luar tersebut adalah:

I=Etotal

R+rs

• Sumber tegangan seri di gunakan untuk mendapatkan tegangan gabungan yang lebih besar.Jadi semakin banyak sumber tegangan yang di susun secara seri maka semakin besar pula tegangan total yang dihasilkan.

Kelemahan Susunan Seri

Bayangkanlah sederetan lampu hias yang disusun secara seri. Jika salah satu filamen lampu putus, seluruh lampu akan padam. Anda harus memeriksa satu demi satu lampu tersebut untuk menemukan lampu yang rusak, kemudian menggantinya dengan lampu baru. Pekerjaan memeriksa seperti ini memerlukan waktu yang lama. Oleh karena itu,tidaklah menyenangkan merangkai komponen-komponen listrik secara seri.

Manfaat susunan seri• Dalam banyak rangkaia,sekering sengaja dipasang seri

dengan rangkaian komponen-komponen lain untuk tujuan pengaman. Konduktor pada sekering didesain untuk melebur dan membuka rangkaian pada arus maksimum tertentu yang tergantung pada batas arusyang boleh melalui komponen yang dirangkai seri dengan sekering. Jika tidak digunakan ,arus yang melebihi batas dapat merusak komponen pada rangkaian,mengakibatkan pemanasan lebih pada kawat atau kabel penghantar yang menimbulkan kebakaran. Pemutusan daya (circiut breaker) digunakan sebagai pengganti sekering. Ketika kuat arus dalam rangkaian melebihi nilai tertentu,pemutus daya akan bertindak sebagai sakelar dan memutus rangkaian secara otomatis.

SUSUNAN SUMBER TEGANGAN PARALEL

• Beberapa sumber tegangan yang di rangkai paralel,menghasilkan GGL total yang lebih kecil di banding jika di rangkai seri.Bila besarnya GGL masing-masing sumber tegangan sama,maka besar GGL totalnya sama dengan GGL masing-masing sumber tegangan tersebutEtotal= E1=E2=E3 ……En=E

• Hambatan dalam total: 1 =1 + 1 + 1 +. . .+ 1 = n rp r1 r2 r3 rn r

atau

rp = r n

• Jika beberapa sumber tegangan yang mempunyai GGL yang sama dengan masing-masing hambatan dalam dimana seluruhnya dipasang secara paralel. Maka besarnya kuat arus listrik pada rangkaian tersebut dapat diketahui melalui persamaan berikut.

I = E R+r/n keterangan: I = kuat arus listrik (ampere) E= besar sumber tegangan (volt) R= Hambatan luar (ohm) r= hambatan dalam (ohm) n= jumlah sumber tegangan

E1 r1

E2 r2

E3 r3

En rn

Rangkaian sumber tegangan paralel

susunan paralel penghambat-penghambat listrik

Kompenen-komponen listrik disebut disusun paralel jika komponen-komponen tersebut dihubungkan sedemikin sehingga tegangan pada ujung tiap-tiap komponen sama besarnya.

LATIHAN SOAL• Sebuah kawat penghantar dengan

hambatan 11,5 di hubungkan dengan sumber tegangan 6 V yang berhambatan dalam 0,5 Tentukan:

A. Kuat arus paad rangkaian : B. Tegangan jepit!!!!!!!

PENYELESAIAN Diketahui: R = 11,5 Ω E = 6 V r = 0,5 Ω Ditanyakan a. I = ???? b. K = ????

JAWAB A. I = E = 6 = 6 =0,5 A R+r 11,5+0,5 12 Jadi,kuat arus yang mengalir pada rangkaian adalah 0,5 A B. K = IR = 0,5 X 11,5=5,75V Jadi tegangan jepit yang terjadi

adalah 5,75 V

KILAS FISIKA• Pada awal masa kelistrikan, karena

tegangan tinggi,bisa membakar filamen lampu,maka di gunakan tegangan rendah yang lebih praktis. Ratusan pembangkit listrik yang di bangun di AMERIKA SERIKAT sebelum tahun 1900 menetapkan 110 V (atau 115 -120 V) sebagai standar pemakaian penetapkan di sebabkan lampu dapat bersinar seterang lampu gas,di tetapakan standar tegangan 220 V.

kuat arus listrik dalam rangkaian sederhana

Perhatikan gambar! Gambar tersebut melukiskan rangkaian tertutup yang terdiri atas sebuah sumber arus gengan ggl E,hambatan dalam r,dan sebuah hambatan R. arus yang mengalir pada rangkaian sebesar I.

Berdasarkan hukum II Kirchhoff : ∑E + ∑(IR) = 0 Oleh karena pada rangkaian hanya terdapat

satu sumber arus,maka: -E + Ir + IR=0Atau -E +I (r+R) = 0Dalam bentuk lain,persamaan dapat ditulis: I = E r+R