Rangkaian listrik merupakan gabungan dari komponen-komponen listrik yang dihubungkan dengan sumber listrik sehingga menghasilkan arus listrik. Biasanya rangkaian listrik terdiri dari komponen listrik, sumber listrik, dan penghubung. Penghubung yang dimaksud adalah media yang dapat menghubungkan sumber listrik dengan alat listrik, bisa disebut konduktor dan pembungkusnya adalah isolator.
Rangkaian dapat dialiri arus listrik jika tiga hal ini terpenuhi yaitu: rangkaian tertutup, terdapat sumber tegangan, dan terdapat beban listrik. Sumber tegangan adalah tempat dimana elektron dapat masuk ke rangkaian listrik, sedangkan beban listrik adalah semua benda yang menggunakan listrik saat pengoperasiannya.
Jenis Jenis Rangkaian Listrik
Umumnya rangkaian listrik mempunyai tiga jenis cara dalam penyambungannya, ketiga jenis rangkaian listrik tersebut adalah rangkaian seri, paralel, dan campuran. Berikut penjelasan dari ketiga rangkaian sering digunakan setiap hari, yakni:
1. Rangkaian Listrik Seri
Rangkaian seri adalah komponen listrik yang disusun secara berderet atau disebut juga rangkaian berderet. Komponen seri tidak mempunyai cabang pada jalurnya, oleh karena itu hanya ada satu jalur untuk aliran listrik. Jika rangkaian seri terdapat titik yang terputus, maka secara keseluruhan rangkaian akan mati atau tidak beroperasi. Rangkaian seri hanya dapat terbentuk jika arus listrik dihubungkan secara berderet. Gambar di atas adalah contoh rangkaian listrik secara seri.
Dari gambar di atas dapat dilihat terdapat tiga buah beban yaitu R7, R8, dan R9 yang dihubungkan seperti antrean panjang dari ujung baterai positif sampai ke ujung baterai negatif.
Ciri-ciri Rangkaian Seri
Berdasarkan penjelasan diatas, maka dapat diringkas bahwa ciri-ciri rangkaian seri adalah sebagai berikut:
- Komponen disusun secara berderet.
- Arus listrik mengalir tanpa melewati cabang.
- Besar arus listrik yang mengalir di berbagai titik adalah sama.
- Tegangan listrik pada setiap hambatan nilainya berbeda-beda.
Kelebihan Rangkaian Seri
Penerapan rangkaian seri pada instalasi lampu sering digunakan untuk area yang besar seperti sekolah, kampus, perkantoran, dll. Dari segi penerapannya rangkaian seri mempunyai kelebihan, diantaranya adalah:
- Besar kuat arus listrik pada tiap bagian sama.
- Cara merakitnya mudah karena rangkaiannya sangat sederhana.
- Rangkaian seri tidak perlu banyak komponen karena dirangkai secara sejajar.
- Lebih murah karena hanya menggunakan sedikit kabel.
Kekurangan Rangkaian Seri
Setiap rangkaian yang mempunyai kelebihan, pasti mempunyai sisi kelemahan juga. Untuk kelemahan dari rangkaian seri adalah:
- Rangkaian seri jika salah satu komponennya terputus atau rusak maka akan berdampak pada keseluruhan rangkaian.
- Memerlukan daya listrik lebih banyak, sehingga baterai cepat habis.
- Saat instalasi lampu menggunakan rangkaian listrik maka hasilnya lampu akan menyala sedikit redup dan kurang stabil, semakin banyak lampu semakin redup nyalanya.
Rumus Rangkaian Seri
Untuk melakukan perhitungan pada rangkaian seri, menggunakan rumus berikut:
- Rtotal = R1 + R2 + R3 + …….. + Rn
- Vsumber = V1 + V2 + V3 + …. + Vn
- ITotal = I1 = I2 = I3 = …. = In
2. Rangkaian Listrik Paralel
Rangkaian paralel adalah rangkaian yang disusun secara sejajar sehingga terdapat cabang atau lebih dari satu jalur listrik. Oleh karenanya saat ada jalur yang rusak/terputus maka komponen lain pada rangkaian ini masih tetap bisa digunakan. Rangkaian paralel hanya dapat dibentuk ketika semua input komponen mendapatkan sumber tegangan yang sama.
Ciri-ciri Rangkaian Paralel
Ciri-ciri rangkaian paralel adalah berikut ini:
- Mempunyai percabangan.
- Nilai hambatan total lebih kecil.
- Tegangan listrik pada semua komponen sama.
- Kuat arus yang mengalir besarnya tidak sama.
Kelebihan Rangkaian Paralel
- Lampu lebih terang karena hambatan kecil.
- Antar komponen tidak saling berpengaruh.
- Bila salah satu komponen ada yang rusak/putus, maka komponen lain masih bisa bekerja normal.
Kekurangan Rangkaian Paralel
- Biaya lebih mahal karena butuh banyak kabel.
- Kurang efisien dalam menghantarkan arus listrik.
- Rangkaian lebih rumit.
Rumus Rangkaian Paralel
Rumus pada rangkaian paralel adalah sebagai berikut:
- Vsumber = V1 = V2 = V3 = …. = Vn
- ITotal = I1 + I2 + I3 + …. + In
3. Rangkaian Campuran
Rangkaian campuran adalah gabungan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel. Sehingga hukum yang berlaku pada rangkaian campuran mengikuti jenis dari rangkaian tersebut. Gambar berikut adalah contoh dari rangkaian campuran.
Rumus Rangkaian Campuran
Berdasarkan gambar rangkaian di atas R2 dan R3 tersusun secara paralel, kemudian RP dan R1 menjadi rangkaian seri, berikut rumus yang berlaku:
