Prosedur Arus, Tegangan & Tahanan

RI - Bahan Pelatihan NasionalOtomotif Perbaikan Kendaraan RinganElectricalRI - Bahan Pelatihan NasionalOtomotif Perbaikan Kendaraan RinganElectrical

Prosedur Arus, Tegangan & Tahanan

pada Rangkaian Seri & ParalelRangkaian Dalam OtomotifPada system kelistrikan otomotif salah satu bagian rangkaian dihubungkan dengan catu daya. Pengetahuan tentang kondisi kerja rangkaian membantu saudara dalam mendiagnosa dan memperbaiki gangguan pada kelistrikan.

Diagram 1a. Rangkaian Seri 1b. Rangkaian Paralel

Ada dua type utama rangkaian :

1. Rangkaian Seri

2. Rangkaian Paralel

System otomotip menggunakan kedua rangkaian tersebut dan juga kombinasi dari seri-paralel.

Rangkaian Sederhana

Sebelum belajar rangkaian sederhana, kita akan melihat rangkaian sederhana dan mencatat kondisi yang diperlukan untuk mengalirkan arus.

Rangkaian di bawah ini adalah rangkaian paling sederhana. Pada beban listrik (bola lampu) dihubungkan langsung ke baterai dengan kabel.

Diagram 2. Rangkaian sederhana

Dengan kontak tertutup, rangkaian menjadi rangkaian tertutup. Yang artinya arus dapat mengalir dari positip baterai melalui kabel, bola lampu ( menyebabkan bola lampu menyala ) dan kembali ke baterai lewat terminal negatif.

Diagram 3. Rangkaian terputus akan menghentikan aliran arus

Dalam rangkaian permanen, sakelar digunakan untuk memutus dan menghubung rangkaian. Sakelar dapat diletakkan pada kabel positip atau kabel negatip.

Catatan : -Rangkaian harus tertutup agar arus dapat mengalir.

-Sakelar bukan beban listrik. Ketika tertutup, dia sakelar sebagai penghantar, sama seperti kabel.

Rangkaian Seri

Rangkaian seri terdiri dari dua atau lebih beban listrik yang dihubungkan ke catu daya lewat satu rangkaian.

Gambar.4 Dasar Rangkaian Seri

Rangkaian seri dapat berisi banyak beban listrik dalam satu rangkaian. Contoh yang baik dari beberapa beban rangkaian dihubung seri adalah lampu pohon Natal.

( kurang lebih 20 lampu dalam rangkaian seri ).

Aplikasi dalam otomotip

Unit sensor pengukur adalah tahanan variabel biasa yang dirangkai seri pada masing-masing pengukur.

Tahanan depan koil pengapian diseri dengan koil pengapian untuk menurunkan tegangan ke koil pada saat mesin hidup.

Tahanan depan kipas pendingin untuk mengatur putaran kipas angin.

Sifat-sifat Rangkaian Seri

a)

Diagram 5. Aliran arus dalam rangkaian seri

Arus yang mengalir pada masing beban adalah sama.

b)

Diagram 6.Penurunan tegangan pada rangkaian seri

Tegangan sumber akan dibagi dengan jumlah tahanan seri jika besar tahanan sama. Jumlah penurunan tegangan dalam rangkaian seri dari masing-masing tahanan seri adalah sama dengan tegangan total sumber tegangan.

c)

Diagram 7.Jumlah tahanan rangkaian dalam rangkaian seriBanyak beban listrik yang dihubungkan dalam rangkaian seri, tahanan total rangkaian menyebabkan naiknya penurunan arus yang mengalir dalam rangkaian.

Arus yang mengalir tergantung pada jumlah besar tahanan beban dalam rangkaian

d)

Diagram 8. Akibat dari terputusnya rangkaian seri

Jika salah satu beban atau bagian dari rangkaian tidak terhubung atau putus, aliran arus terhenti.

Perhitungan Dalam Rangkaian Seri

Perhitungan tahanan total rangkaian

Diagram 9. Rumus besar tahanan total rangkaianseri. (Rt = Tahanan Total)

Tahanan yang dirangkai seri menyebabkan tahanan rangkaian menjadi lebih besar, untuk itu tahanan total adalah jumlah besar masing-masing tahanan dalam rangkaian seri

Perhitungan tegangan rangkaian

Diagram 10. Rumus tegangan total dalam rangkaian seri.

Tegangan sumber dibagiakan atas masing-masing beban dalam rangkaian, untuk itu penurunan tegangan pada masing-masing komponen/beban dijumlahkan sama dengan besar tegangan catu daya.

Perhitungan tegangan jatuh

Diagram 11. Perhitungan tegangan dalam rangkaian seri.

Dalam rangkaian di atas kita mengetahui besar tegangan sumber, arus dan dua tahanan. Anda perlu mengetahui tegangan jatuh pada masing-masing tahanan. Anda perlu menuliskan rumus Hukum Ohm untuk masing-masing tahanan dan menghitung besar tegangan jatuh pada masing-masing tahanan.

V (R1)

=I x R1

V (R2)

=I x R2

=2 x 2

=2 x 4

V (R1)

=4 volt

V (R2)

=8 volt

Anda dengan mudah mengecek jawaban anda dengan menjumlahkan dua tegangan jatuh pada dua tahanan dan hasilnya sama dengan tegangan sumber.

Perhitungan Arus Dalam Rangkaian Seri.

Diagram 12. Perhitungan arus dalam rangkaian seri

Sungguh sering anda akan mendapatkan rangkaian dengan banyak tahanan dari pada dengan satu tahanan. Jika itu terjadi anda perlu menghitung jumlah tahanan terlebih dahulu dan kemudian diketemukan arus yang mengalir pada rangkaian.

Untuk menghitung tahanan total pada rangkaian (Rt) anda harus menjumlahkan semua tahanan. Anda dapat menuliskan rumus yang tepat dan menjumlahkan besar tahanan yang diketahui.

Rt=R1+R2

Rt=2+4

Rt=6 ohm.

Diagram 13.Penyederhanaan rangkaian dengan tahanan total

yang sudah diketahui

Sekarang anda dapat menggambar kembali rangkaian dengan tahanan yang sama dengan tahanan total

Tulis kembali rumus yang diperlukan, memasukkan nilai-nilai besaran listrik yang diketahui untuk menghitung arus yang mengalir dalam rangkaian.

I=V

R

I=12

6

I=2 amper Ingat jika anda memperbanyak tahanan, dikerjakan terlebih dahulu tahanan total rangkaian, sederhanakan rangkaian anda dan hitung arus yang mengalir dalam rangkaian.

Rangkaian Paralel

Diagram 14.Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel merupakan salah satu yang memiliki lebih dari satu bagian garis edar untuk mengalirkan arus. Dalam kendaraan bermotor, sebagian besar beban listrik dihubungkan secara parallel. Masing-masing rangkaian dapat dihubung-putuskan tanpa mempengaruhi rangkaian yang lain.

Ada banyak penggunaan rangkaian parallel dalam otomotip, seperti :

Rangkaian lampu kepala

Rangkaian lampu parkir dan lampu kota

Rangkaian lampu indikator

Rangkaian motor starter

Rangkaian system pengisian

Rangkaian pemanas kaca belakang

Rangkaian lampu mundur

Rangkaian motor penghapus kaca

Sifat-sifat Rangkaian Paralel

(a)

Diagram 15. Tegangan dalam rangkaian parallel

Tegangan pada masing-masing beban listrik sama dengan tegangan sumber.

(b)

Dagram 16.Aliran arus dalam rangkaian parallel.

Masing-masing cabang dalam rangkaian parallel adalah rangkaian individu.

Arus masing-masing cabang adalah tergantung besar tahanan cabang.

(c)

Dagram 17.Aliran arus dalam rangkaian parallel.

Sebagaian besar tahanan dirangkai dalam rangkaian parallel, tahanan total rangkaian mengecil, oleh karena itu arus total lebih besar.

Catatan:

Tahanan total dari rangkaian parallel adalah lebih kecil dari tahanan yang terkecil dalam rangkaian.

(d)

Diagram 18. Arus mengalir ke masing-masing cabang secara independen

Jika terjadi salah satu cabang tahanan parallel terputus, arus akan terputus hanya pada rangkaian tahanan tersebut. Rangkaian cabang yang lain tetap bekerja tanpa terganggu oleh rangkaian cabang yang terputus tersebut.

Perhitungan Dalam Rangkaian Parallel

Tegangan

Diagram 19. Tegangan dalam rangkaian parallel

Dalam hubungan parallel pada rangkaian listrik, semua beban dihubungkan langsung dengan sumber tegangan, oleh karena itu besar tegangan adalah sama pada masing-masing bagian dari rangkaian.

Arus

Diagram 20. Perhitungan arus dalam rangkaian parallel

Aliran arus terbagi dan mengalir lebih dari satu cabang dalam rangkaian parallel.

Perhitungan aliran arus dari jumlah cabang

I1+I2+I3=IT

Perhitungan arus tiap cabang menggunakan rumus hukum Ohm

I= V

R

Diagram 21.Tahanan total rangkaian parallel

Banyak beban dijumlahakan dalam rangkaian seri, besar arus total naik, oleh karena itu tahanan total rangkaian harus mengecil.

Rumus untuk menghitung tahanan total rangkaian parallel adalah :

1==1+1+1

RT

R1

R2

R3

Catatan:

Takanan total rangkaian adalah selalu lebih kecil dari tahanan terkecil yang dirangkai dalam rangkaian parallel.

Rangkaian Seri Paralel

Rangkaian seri-paralel adalah kombinasi dari bagian rangkaian seri dan parallel.

Diagram 22.Rangkaian Seri Paralel

Sebagian besar rangkaian dalam kendaraan dihubungkan secara parallel dan sumber tegangan total dihubungkan ke rangkaian, tetapi termasuk di dalamnya tahanan seri sebagai contoh untuk pengatur kecepatan motor kipas pendingin atau pengatur terang-gelapnya lampu instrumen digunakan rangkaian seri.

Sifat dari rangkaian seri parallel akan tergantung bagaiamana konstruksi masing-masing cabang. Sebuah lampu dalam rangkaian diatas ( diagram 22 ) adalah dihubung langsung secara parallel dan menggunakan tegangan baterai secara penuh.

Sebuah motor dengan tahanan seri diberlakukan sifat - sifat rangkaian seri dan mempunyai tegangan kerja rendah, tergantung besar tahanan seri.

Penggunaan dalam rangkaian otomotip

Tahanan pengatur dihubung seri terhadap lampu instrumen juga dihubung secara parallel dengan rangkaian yang lain.

Tahanan indikator busi pemanas dirangkai seri terhadap rangkaian parallel dari beberapa busi pemanas .

Perhitungan

Berdasar pemikiran dan pengetahuan yang baik pada sifat-sifat rangkaian seri dan parallel akan membantu anda dalam perhitungan perhitungan.

Rumus hukum Ohm akan memungkinkan anda menghitung suatu besaran listrik selama terdapat dua besaran listrik yang lainnya.

Perhitungan Rangkaian Seri Paralel

Rangkaian lengkap dapat dibagi dalam bagian-bagian yang terdiri dari rangkaian sederhana seri dan parallel. Masing-masing bagian dihitung secara terpisah dan kemudian bagian bagian digabungkan dengan menggunakan rumus yang sama dengan rumus yang digunakan dalam perhitungan seri dan paralel.

Diagram 23. Rangkaian Seri Paralel

1. Hukum Ohm dapat diaplikasikan dalam suatu rangkaian lengkap, atau dalam satu bagian dari rangkaian, asalkan digunakan besaran listrik mengambil dari bagian yang sama pada rangkaian.

2. Besar arus yang mengalir pada tahanan seri sama dengan jumlah arus pada rangkaian paralel.

IR1 = IR2 + IR3

3. Arus mengalir masuk dalam rangkaian dan yang keluar rangkaian paralel adalah sama dengan penjumlahan arus yang mengalir masing-masing cabang

IT = IR1 = IR2 + IR3

4. Besar tegangan pada masing masing tahanan dari rangkaian parallel adalah sama.

VR2 = VR3

5. Jumlah tegangan dari keseluruhan rangkaian adalah sesuai dengan besar tegangan yang digunakan.

VS = VR1 + VR2

OR

VS = VR1 + VR3

TUGASPertanyaan 1

Uraikan / jelaskan jalannya aliran arus dalam rangkaian sederhana di bawah ini.

Jawaban

..

..

..

Rangkaian Seri

Pertanyaan 2

Tuliskan tiga rangkaian seri yang digunakan dalam otomotif.

Jawaban

1.

2.

3.

Pertanyaan 3

Gambarkan diagram rangkaian seri yang terdiri dari tiga komponen.

Pertanyaan 4

Uraikan sifat-sifat rangkaian seri;

Jawaban

a) Arus .....

b) Tegangan.c) Tahanan Total Rangkaian....

d) Rangkaian terputus dalam rangkaian seri..

....

Pertanyaan 5

Berikan rumus perhitungan yang benar untuk besaran-besaran listrik dalam rangkaian seri.

Jawaban

a. Tegangan sumber..

b. Tahanan Total.

..

c. Arus Total ...

d. Tegangan Jatuh......

......

Pertanyaan 6

Dengan menggunakan besaran dalam rangkaian di bawah ini, hitunglah berikut ini.

Jawaban

(a.) Tahanan Total Rangkaian.

...(b.) Arus Total Rangkaian

...

(c.) Tegangan Jatuh pada R1 , R2 dan R3...

Rangkaian Paralel

Pertanyaan 7

Uraikan / jelaskan jalannya aliran arus dalam rangkaian paralel .

Jawaban

...

Pertanyaan 8

Berikan contoh penggunaan rangkaian paralel dalam otomotif.

Jawaban

1.

2.

3.

Pertanyaan 9

Gambarkan diagram rangkaian paralel yang terdiri dari tiga tahanan.

Jawaban

Pertanyaan 10

Uraikan sifat-sifat dari rangkaian paralel .

Jawaban

( a. ) Tegangan - ..

( b. ) Arus - ...

...

( c. ) Tahanan Total Rangkaian-

...

( d. ) Rangkaian Cabang Terputus dalam Rangkaian Paralel - ..

...

Pertanyaan 11

Identifikasikan rumus yang tepat untuk menghitung besaran listrik dalam rangkaian paralel.

Jawaban

(a). Tegangan Sumber .

(b) Arus total tekanan

(c) Tahanan total rangkaian .

Pertanyaan 12

Dengan menggunakan besaran dalam rangkaian di bawah ini, hitunglah berikut ini.

( a ) Tegangan jatuh pada R1 dan R2..( b ) Tahanan Total Rangkaian

..( c ) Arus yang mengalir pada R1..( d ) Arus yang mengalir pada R1..( e ) Arus Total dalam rangkaian

..Pertanyaan 13

Definisikan rangkaian seri paralel .

Jawaban

...Pertanyaan 14

Tuliskan dua contoh penggunaan rangkaian seri paralel dalam otomotip

Jawaban

1.

2.

Pertanyaan 15

Dengan menggunakan besaran dalam rangkaian di bawah ini, hitunglah berikut ini.

Jawaban

( a. ) Tahanan total dalam rangkaian - .

.

( b. ) Arus total dalam rangkaian - .....

...

( c. ) Tegangan jatuh R1..

R2..

R3 .

( d. ) Besar arus yang mengalir pada

R1.

R2..

R3 .

Pertanyaan 16

Dengan menggunakan besaran dalam rangkaian di bawah ini, hitunglah berikut ini.

(a)Tahanan total dalam rangkaian - ..

...

(b) Arus total dalam rangkaian - .............................................

(c)Tegangan jatuh R1..

R2.

R3

(d)Besar arus yang mengalir pada

R1.

R2..

R3 .

Arus, Tegangan & Tahanan pada Rangkaian Seri & Paralel 50- 002- 41/14

Arus, Tegangan & Tahanan pada Rangkaian Seri & Paralel 50- 002- 4

13/13