Apa itu resistor? Resistor adalah komponen yang berfungsi mengurangi arus listrik yang mengalir atau disebut juga sebagai hambatan. Analogi dari sistem kerja resistor dan arus listrik adalah seperti aliran air pada pipa, semisal pipa memiliki hambatan yang besar maka air yang mengalir kecil sedangkan saat hambatan kecil air yang mengalir besar.
Resistor sendiri adalah komponen elektronika yang sering kita jumpai dalam rangkaian, secara umum komponen resistor umumnya disusun menjadi rangkaian seri dan paralel. Lalu apa itu seri dan apa itu paralel? Rangkain seri adalah rangkaian yang komponenya tersusun secara berderet atau seperti barisan, sedangkan rangkaian paralel adalah adalah komponen yang tersusun secara berjajar.
Anda ingin belajar mengenai rangkaian seri dan paralel? Yap tepat sekali jika Anda membaca artikel ini, karena artikel ini akan mengupas materi mengenai rangkaian seri, rangkaian paralel, dan contoh soal serta pembahasannya.
Cara Menghitung Resistor Seri
Kata seri memiliki sinonim berderet atau barisan, jadi resistor yang dirangkai seri adalah resistor yang disusun secara berderet. Pada rangkaian seri hanya mempunyai satu jalur yang dipakai untuk mengalirkan arus listrik, jadi apabila terjadi kerusakan pada salah satu jalur makan semua jalur berikutnya akan ikut terpengaruh.
Resistor yang disusun seri mempunyai manfaat untuk memperbesar nilai hambatan pada suatu rangkaian. Rangkaian seri memiliki besar hambatan pengganti setara dengan jumlah nilai dari tiap hambatan yang digunakan pada sebuah rangkaian. Pada rangkaian seri tiap ujung-ujung resistornya mempunyai tegangan pengganti yang sama dengan jumlah tegangan pada semua rangkaian. Dan kuat arus pada rangkaian seri sama dengan kuat arus yang melewati masing-masing hambatan pada rangkaian.
Sifat-sifat Rangkaian Seri
- Tiap komponen pada rangkaian aliran arus sama besarnya.
- Tegangan sumber sama dengan jumlah tegangan yang ada pada seluruh bagian komponen pada rangkaian.
- Tahanan total diperoleh dari jumlah semua tahanan pada tiap bagian rangkaian.
Rumus Rangkaian Seri
Untuk melakukan perhitungan pada rangkaian seri sangatlah mudah, karena tinggal melakukan penjumlahan nilai-nilai resistor saat digabungkan. Rumus resistor yang dirangkai secara seri bisa dihitung menggunakan rumus:
Rtotal = R1 + R2 + R3 + …….. + Rn
Vsumber = V1 + V2 + V3 + …. + Vn
ITotal = I1 = I2 = I3 = …. = In
Rumus diatas adalah rumus yang biasa digunakan untuk menghitung resistor yang tersusun secara seri. Cara menghitung resistor yang disusun secara seri hanya dengan menjumlahkan nilai dari masing-masing resistor yang tersusun secara berderet.
Cara Menghitung Resistor Paralel
Rangkaian paralel adalah resistor yang tersusun secara sejajar, biasanya rangkaian paralel disusun secara bercabang. Rangkaian yang disusun secara paralel biasanya digunakan untuk mengurangi arus yang lewat. Komponen yang dibuat secara paralel akan bercabang, jika terjadi kerusakan di salah satu komponennya makan komponen lain akan tetap berjalan karena tidak terpengaruh oleh komponen lain yang rusak.
Rangkaian yang disusun secara paralel memiliki tegangan yang sama pada setiap ujung resistornya, sedangkan kuat arusnya terbagi-bagi sesuai dengan nilai resistansi dari masing-masing hambatan.
Sifat-sifat Rangkaian Paralel
- Komponen pada rangkaian memiliki aliran arus yang berbeda-beda, tergantung nilai resistor pada tiap cabangnya. Arus total sama dengan jumlah arus dari seluruh rangkaian.
- Tegangan pada tiap cabangnya sama dengan tegangan total atau tegangan sumber.
- Tahanan total diperoleh dari jumlah kebalikan dari semua resistor yang terdapat pada setiap cabang di rangkaian.
Rumus Rangkaian Paralel
Untuk melakukan perhitungan pada rangkaian paralel tinggal menggunakan rumus resistor yang dirangkai secara paralel sebagai berikut:
Vsumber = V1 = V2 = V3 = …. = Vn
ITotal = I1 + I2 + I3 + …. + In
Rumus diatas adalah rumus yang biasa digunakan untuk menghitung resistor yang tersusun secara paralel. Cara menghitung resistor yang disusun secara paralel adalah dengan memasukan nilai dari masing-masing resistor kedalam rumusnya. Menghitung hambatan rangkaian tentunya berbeda dari membaca nilai resistor. Untuk contoh soal akan dibahas pada sub bab berikut.
Note: Hal yang perlu diingat bahwa Nilai Hambatan Resistor (Ohm) akan bertambah jika menggunakan Rangkaian Seri Resistor sedangkan Nilai Hambatan Resistor (Ohm) akan berkurang jika menggunakan Rangkaian Paralel Resistor.
Contoh Soal Perhitungan Resistor
1. Seorang teknisi akan membuat rangkaian yang membutuhkan nilai 4kΩ, akan tetapi stok resistor di pasaran dengan nilai tersebut sedang kosong. Maka berapa nilai resistor pengganti 4kΩ yang harus dipilih teknisi untuk membuatnya dalam bentuk rangkaian seri?
Pembahasan:
Untuk memperoleh nilai 4kΩ banyak cara yang bisa ditempuh, pertama adalah dengan menyusun empat buah resistor dengan nilai 1kΩ seperti berikut.
- Rtotal = 4kΩ
- R1 + R2 + R3 + R4 = 4kΩ
- 1kΩ + 1kΩ + 1kΩ + 1kΩ = 4kΩ
Atau bisa juga dengan cara kedua yaitu menyusun dua buah reistor bernilai 2kΩ. Jadi jika dua buah resistor disusun seri maka nilai resistor totalnya 2kΩ + 2kΩ = 4kΩ
2. Terdapat dua buah resistor yang dirangkaian secara paralel dengan nilai masing-masing resistor adalah 220Ω dan 330Ω, maka berapakah nilai dari hambatan totalnya?
Pembahasan:
Diketahui:
- R1 = 220Ω
- R2 = 330Ω
Ditanya: Rtotal….?
Jawab:
Rtotal = = 132 Ω
3. Aldi mempunyai 4 buah resistor, dia berencana untuk merangkainya menjadi rangkaian seri. Masing-masing resistor milik Aldi adalah bernilai 1kΩ, 47Ω, 100Ω, dan 560Ω. Maka berapa total nilai resistor Aldi saat disusun secara seri?
Pembahasan:
Diketahui:
- R1 =1KΩ = 1000 Ω
- R2 = 47Ω
- R3 = 100Ω
- R4 = 560Ω
Ditanya: Rtotal….?
Jawab:
- Rtotal = R1 + R2 + R3 + R4
- Rtotal = 1000 Ω + 47Ω + 100Ω + 560Ω = 1707 Ω
4. Suatu rangkaian mempunyai tiga buah resistor yang tersusun secara paralel, rangkaian tersebut dialiri arus sebesar 2A, maka tentukanlah besar tegangan pada tiap resistor jika masing-masing memiliki hambatan 2Ω, 4Ω dan 6Ω.
Pembahasan:
Diketahui:
- R1 = 2Ω
- R2 = 4Ω
- R3 = 6Ω
- Itotal = 2A
Ditanya: V….?
Jawab:
Karena rangkaian ini tersusun secara paralel, maka nilai tegangan dari masing-masing resistor adalah sama, untuk menghitung tegangan menggunakan rumus:
- V = I x Rtotal
- V = 2 x 1,09 = 2,18 V
5. Dua buah resistor masing-masing 10Ω dan 2Ω dirangkai secara seri kemudian dihubungkan secara paralel dengan dua buah resistor lainnya yang disusun seri. Kedua resistor tersebut masing-masing 8Ω dan 4Ω. Tentukanlah nilai hambatan total atau hambatan pengganti pada rangkaian tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
- R1 = 10Ω
- R2 = 2Ω
- R3 = 8Ω
- R4 = 4A
Ditanya: Rtotal….?
Jawab:
Menghitung rangkaian seri pertama,
- RS1 = R1 + R2
- RS1 = 10 + 2
- RS1 = 12Ω
Menghitung rangkaian seri kedua
- RS2 = R3 + R4
- RS2 = 8 + 4
- RS2 = 12Ω
Menghitung hambatan total (R paralel)
Rtotal = = 6 Ω
Jadi, besar hambatan pengganti pada susunan itu adalah 6Ω.
6. Dua buah resistor dirangkai seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt. Jika nilai masing-masing resistor tersebut adalah 10Ω dan 2Ω, maka tentukanlah kuat arus yang mengalir dalam rangkaian tersebut.
Diketahui:
- R1 = 10Ω
- R2 = 2Ω
- V = 12V
Ditanya: I….?
Jawab:
- RS1 = R1 + R2
- RS1 = 10 + 2
- RS1 = 12 Ω
Karena rangkaian ini terhubung dalam seri, maka nilai kuat arus yang mengalir pada seluruh rangkaian adalah sama. Untuk mencari nilai kuat arus bisa menggunakan rumus:
- I = V/Rs
- I = 12/12
- I = 1 A.
Jadi arus yang mengalir pada rangkaian itu adalah 0,83 A.
7. Alisha mempunyai 2 buah resistor, dia berencana untuk merangkainya menjadi rangkaian seri. Masing-masing resistor milik Alisha adalah bernilai 2kΩ dan 4k7Ω Maka berapa total nilai resistor Aldi saat disusun secara seri?
Pembahasan:
Diketahui:
- R1 = 2KΩ = 2000 Ω
- R2 = 4K7Ω = 4700 Ω
Ditanya: Rtotal….?
Jawab:
- Rtotal = R1 + R2
- Rtotal = 2000 Ω + 4700Ω = 5700Ω
8. Tiga buah resistor dengan besar hambatan masing-masing 8Ω, 6Ω, dan 4Ω dirangkai secara paralel. Tentukan besar resistansi total yang dihasilkan ketiga resistor tersebut.
Diketahui:
- R1 = 8Ω
- R2 = 6Ω
- R3 = 4Ω
Ditanya: Rtotal….?
Jawab:
Jadi, besar hambatan pengganti pada susunan itu adalah 1,84 Ω.
Demikianlah cara mudah menghitung resistor baik untuk rangkaian seri maupun paralel. Kesimpulannya, terdapat 3 langkah dalam mencari total hambatan pada suatu rangkaian: tentukan rumus sesuai rangkaian, hitung dan dapatkan hasilnya. Semoga bermanfaat.