Rangkaian paralel dapat diselesaikan dengan mudah jika Anda memahami rumus dan prinsip dasar yang terkait. Dalam rangkaian paralel, dua atau lebih hambatan dihubungkan secara bersebelahan, dan arus listrik dapat “memilih” jalur yang berbeda. Ini serupa dengan mobil yang dapat berpindah lajur dan bergerak bersama-sama jika jalan satu lajur terbagi menjadi dua lajur. Dalam artikel ini, Anda akan mempelajari cara menghitung nilai tegangan, arus, dan hambatan untuk rangkaian paralel yang terdiri dari dua atau lebih hambatan. Dengan begitu, Anda akan dapat memahami cara kerja dan menyelesaikan rangkaian paralel secara efektif.
Rumus Dasar dalam Rangkaian Paralel
Rumus Hambatan Total
Rumus yang umum digunakan dalam rangkaian paralel adalah rumus hambatan total (RT). Rumus ini dapat digunakan untuk menghitung nilai total hambatan pada rangkaian paralel yang terdiri dari dua atau lebih hambatan. Rumusnya adalah sebagai berikut:
1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
Dalam rumus tersebut, R1, R2, R3, dan seterusnya adalah nilai hambatan dari masing-masing hambatan yang terhubung dalam rangkaian paralel. Dengan menggunakan rumus tersebut, Anda dapat dengan mudah menghitung nilai hambatan total dari rangkaian paralel.
Nilai Tegangan Listrik pada Setiap Cabang
Dalam rangkaian paralel, setiap cabang memiliki nilai tegangan listrik yang sama dengan tegangan listrik pada sumber arus listrik. Ini berarti bahwa nilai tegangan listrik pada setiap cabang rangkaian paralel selalu sama. Rumus untuk menghitung nilai tegangan listrik pada setiap cabang adalah sebagai berikut:
VT = V1 = V2 = V3 = …
Dalam rumus tersebut, VT adalah nilai tegangan listrik pada setiap cabang, sedangkan V1, V2, V3, dan seterusnya adalah nilai tegangan listrik pada masing-masing cabang.
Nilai Arus Listrik Total
Nilai arus listrik total pada rangkaian paralel dapat dihitung dengan menjumlahkan nilai arus listrik pada masing-masing cabang. Rumus untuk menghitung nilai arus listrik total adalah sebagai berikut:
IT = I1 + I2 + I3 + …
Dalam rumus tersebut, IT adalah nilai arus listrik total pada rangkaian paralel, sedangkan I1, I2, I3, dan seterusnya adalah nilai arus listrik pada masing-masing cabang.
Rumus Hukum Ohm
Hukum Ohm adalah salah satu prinsip dasar dalam rangkaian listrik. Rumus Hukum Ohm digunakan untuk menghitung nilai tegangan listrik (V), arus listrik (I), dan hambatan (R) pada rangkaian listrik. Rumus Hukum Ohm adalah sebagai berikut:
V = IR
Dalam rumus tersebut, V adalah nilai tegangan listrik, I adalah nilai arus listrik, dan R adalah nilai hambatan. Rumus Hukum Ohm dapat digunakan pada rangkaian paralel untuk menghitung nilai tegangan, arus, dan hambatan pada setiap cabang.
Pengertian Rangkaian Paralel
Rangkaian paralel adalah rangkaian listrik yang terdiri dari 2 atau lebih cabang yang semuanya berasal dari titik A dan menuju titik B. Dalam rangkaian paralel, satu aliran tunggal elektron terbagi menjadi banyak cabang dan selanjutnya kembali menyatu.
Sebagian besar soal rangkaian paralel menanyakan nilai tegangan, hambatan, atau arus listrik total pada rangkaian (dari titik A sampai titik B). Komponen yang “dirangkai secara paralel” masing-masing terletak di cabang terpisah.
Hambatan pada Rangkaian Paralel
Untuk menghitung nilai hambatan total RT pada rangkaian paralel, gunakan persamaan 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … Setiap R di sisi kanan persamaan mewakili nilai hambatan pada 1 cabang rangkaian paralel.
Arus Listrik pada Rangkaian Paralel
Jumlahkan arus listrik setiap cabang untuk mengetahui arus listrik total. Jika arus listrik di setiap cabang diketahui, jumlahkan saja untuk mendapatkan nilai arus listrik total. Arus listrik total adalah besarnya arus listrik yang mengaliri rangkaian setelah semua cabang kembali menyatu. Rumus arus listrik total: IT = I1 + I2 + I3 + …
Hukum Ohm pada Rangkaian Paralel
Pada rangkaian paralel, nilai tegangan listrik pada setiap cabang selalu sama: VT = V1 = V2 = V3 = … Sedangkan nilai arus listrik total IT dapat dihitung dengan menggabungkan arus listrik di setiap cabang.
Rumus Hukum Ohm juga dapat digunakan pada rangkaian paralel: V = IR. Jika nilai tegangan dan arus listrik diketahui pada sebuah hambatan pada rangkaian paralel, maka nilai hambatannya dapat dihitung dengan membagi nilai tegangan dengan nilai arus listrik.
Pengertian Tegangan Listrik
Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik. Nilai tegangan tetap sama di cabang mana pun karena membandingkan dua titik, bukan mengukur jalur aliran. Jadi, VT = V1 = V2 = V3 = …
Hukum Ohm
Hukum Ohm mendeskripsikan hubungan antara tegangan listrik V, arus listrik I, dan hambatan listrik R: V = IR. Rumus ini dapat digunakan untuk menemukan nilai yang ketiga jika dua dari tiga nilai tersebut diketahui.
Contoh penggunaan Hukum Ohm
Hukum Ohm dapat digunakan untuk menemukan nilai pada satu cabang (V = I1R1) atau menghitung nilai total rangkaian (V = ITRT). Namun, pastikan setiap nilai berasal dari bagian yang sama dalam rangkaian.
Contoh Soal
Untuk menyelesaikan soal rangkaian paralel yang menanyakan lebih dari satu nilai, buatlah tabel untuk mencatat hitungan.
Isi Nilai yang Sudah Diketahui
Mulailah dengan mengisi nilai yang sudah diketahui ke dalam tabel. Misalnya, sebuah rangkaian paralel menggunakan baterai 12 volt. Rangkaian ini memiliki 3 cabang paralel, masing-masing dengan hambatan sebesar 2Ω, 4Ω, dan 9Ω. Isilah di dalam tabel semua nilai yang sudah diketahui:
| R1 | R2 | R3 | Total | Satuan |
|---|---|---|---|---|
| 12 | volt | |||
| ampere | ||||
| 2 | 4 | 9 | ohm |
Hitung Nilai Tegangan Listrik di Setiap Cabang
Salin nilai tegangan listrik di setiap cabang. Ingat, nilai tegangan listrik keseluruhan rangkaian sama dengan nilai tegangan listrik di setiap cabang rangkaian paralel.
| R1 | R2 | R3 | Total | Satuan |
|---|---|---|---|---|
| 12 | 12 | 12 | 12 | volt |
| ampere | ||||
| 2 | 4 | 9 | ohm |
Gunakan Rumus Hukum Ohm untuk Menemukan Nilai Arus Listrik Setiap Cabang
Gunakan rumus Hukum Ohm untuk menemukan arus listrik setiap cabang. Masing-masing kolom tabel terdiri dari tegangan, arus, dan hambatan. Artinya, nilai yang tidak diketahui selalu dapat ditemukan asalkan dua nilai lain dalam kolom yang sama diketahui. Ingat, rumus Hukum Ohm yaitu V = IR. Nilai yang tidak diketahui dalam contoh kita adalah arus listrik. Jadi, rumus tersebut dapat diubah menjadi I = V/R.</p
Menghitung Hambatan Total
Metode 1: Menggunakan Persamaan 1/RT
Hambatan total dalam rangkaian paralel dapat dihitung menggunakan persamaan 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3, di mana R1, R2, dan R3 adalah nilai hambatan pada masing-masing cabang. Persamaan tersebut menghasilkan nilai hambatan total yang dinyatakan dalam satuan ohm.
Metode 2: Menggunakan Rumus Hukum Ohm
Hambatan total pada rangkaian paralel juga dapat dihitung dengan menggunakan rumus Hukum Ohm, yaitu R = V/I. Dalam hal ini, nilai V dan I adalah nilai total pada seluruh cabang rangkaian.
Contoh Penghitungan:
Dalam sebuah rangkaian paralel yang menggunakan baterai 12 volt, terdapat tiga cabang paralel dengan nilai hambatan masing-masing sebesar 2Ω, 4Ω, dan 9Ω. Dengan menggunakan rumus Hukum Ohm, didapatkan nilai total arus sebesar 10,33 ampere. Kemudian, dengan menggunakan rumus R = V/I, didapatkan nilai hambatan total sebesar ~1.17 ohm.
Variasi Soal pada Rangkaian Listrik
Hitung Daya Listrik
Daya listrik dalam rangkaian dapat dihitung menggunakan persamaan P = IV, di mana P adalah daya, I adalah arus listrik, dan V adalah tegangan listrik. Jika daya di setiap cabang sudah dihitung, daya total PT sama dengan jumlah daya setiap cabang (P1 + P2 + P3 + …).
Hitung Hambatan Total Rangkaian Paralel Dua Cabang
Jika rangkaian paralel hanya memiliki dua hambatan, rumus hambatan total dapat disederhanakan menjadi:
RT = R1R2 / (R1 + R2)
Hitung Hambatan Total Jika Nilai Semua Hambatan Sama
Jika semua hambatan dalam rangkaian paralel memiliki nilai yang sama, rumus hambatan total menjadi jauh lebih sederhana:
RT = R1 / N, di mana N adalah banyaknya hambatan yang ada di rangkaian.
Hitung Arus Listrik di Cabang Rangkaian Paralel Tanpa Menggunakan Tegangan
Persamaan yang dikenal sebagai Hukum Arus Kirchhoff membuat nilai arus listrik setiap cabang dapat ditemukan meskipun tegangan rangkaian tidak diketahui.
Strategi Menyelesaikan Soal Rangkaian Campuran
Jika Anda menghadapi soal rangkaian campuran (seri-paralel), ada beberapa langkah yang dapat Anda lakukan untuk menyelesaikannya dengan lebih mudah. Pertama-tama, hitung bagian paralel terlebih dahulu. Selanjutnya, Anda hanya perlu menghitung bagian seri, yang jauh lebih mudah.
Karakteristik Rangkaian Paralel
Pada rangkaian paralel, tegangan memiliki nilai yang sama di semua hambatan. Ini dapat memudahkan perhitungan daya dan arus listrik pada setiap cabang.
Menghitung Hambatan Total
Jika tidak memiliki kalkulator, menghitung hambatan total pada beberapa rangkaian dapat menjadi sulit menggunakan nilai R1, R2, dan seterusnya. Jika hal itu terjadi, gunakan rumus Hukum Ohm untuk menghitung arus listrik setiap cabang. Rumus Hukum Ohm juga dapat ditulis E = IR atau V = AR; simbol yang berbeda, tetapi artinya sama. Hambatan total disebut juga “hambatan ekuivalen”.
Menghitung Hambatan Total pada Rangkaian Paralel
Untuk menghitung hambatan total pada rangkaian paralel dengan dua hambatan, gunakan rumus RT = R1R2 / (R1 + R2).
Menghitung Hambatan Total pada Rangkaian Paralel dengan Nilai Hambatan yang Sama
Jika semua hambatan dalam rangkaian paralel memiliki nilai yang sama, rumus hambatan total menjadi jauh lebih sederhana: RT = R1 / N. N adalah banyaknya hambatan yang ada di rangkaian.
