Skip to content Skip to sidebar Skip to footer
النُّصُوْصُ قَدْ إِنْتِهَى وَالْوَقَائِعُ غَيْرُ مُتَنَهِيَة # صَلِحٌ لَكُلِّ زَمَان وَمَكَان

Konsep Rangkaian Seri dan Paralel

KONSEP RANGKAIAN SERI PARALEL
I. RANGKAIAN SERI
Dua buah elemen berada dalam susunan seri jika mereka hanya memiliki sebuah titik utama yang tidak terhubung menuju elemen pembawa arus pada suatu jaringan.Karena semua elemen disusun seri, maka jaringan tersebut disebut rangkaian seri.
Dalam rangkaian seri, arus yang lewat sama besar pada masing-masing elemen yang tersusun seri.
                                                                     
II.   RESISTOR SERI
l  Untuk memperoleh hambatan total dari sejumlah N resistor yang disusun seri, maka digunakan persamaan berikut :
l                  RT = R1 + R2 + R3 + … + RN (W) …. (persm. 1)
l  Untuk besarnya arus pada resistor seri, ditentukan dari hukum Ohm :
l                  I = E / RT  (Ampere)……………  (persm. 2)
l  Tegangan pada masing-masing elemen ditentukan dari hukum Ohm :
l  V1 = I R1, V2 = I R2,...  VN = I RN (Volt)...(persm. 3)
Daya yang diberikan pada masing-masing tahanan ditentukan dengan menggunakan sembarang salah satu dari tiga persamaan dibawah ini, misalnya untuk R1.
l  P1 = V1 I1 = I12 R1 = V12 /R1  (Watt) ……(persm. 4)
l  Daya yang diberikan oleh sumber adalah sebesar :
l                  P = E I (Watt) ……………………(persm. 5)
l  Untuk sembarang kombinasi tahanan seri :
l                  P = P1 + P2 + P3 + ….. + PN (Watt) …(persm. 6)
l  Berarti bahwa : daya yang diberikan oleh sumber sama dengan daya yang diserap oleh tahanan.
III. SUMBER TEGANGAN SERI
l  Sumber tegangan dapat dihubungkan secara seri.
l  Tegangan Total ditentukan dengan :
- Penjumlahan sumber dengan polaritas yang sama
- Pengurangan sumber dengan polaritas yang berlainan
IV.  HUKUM TEGANGAN KIRCHOFF Utk  RANGK. SERI
Menyatakan bahwa : Jumlah Aljabar Potensial yang naik dan turun pada sebuah kalang tertutup (atau lintasan) sama dengan nol.
Dinyatakan juga sebagai :
S V = 0  atau S Vnaik = S Vturun             …. (persm. 7)
V.  PERTUKARAN ELEMEN SERI
Elemen pada rangkaian seri dapat dipertukarkan dengan tanpa mempengaruhi hambatan total, arus, daya pada masing-masing elemen
VI.  ATURAN PEMBAGI TEGANGAN
Dalam sebuah rangkaian seri :
l  Tegangan pada elemen penghambat akan terbagi sebagaimana besar harga hambatan.
l  Jumlah jatuh tegangan pada tahanan seri akan sama besar dengan tegangan yang digunakan.
Aturan Pembagi Tegangan menyatakan bahwa :
l  Tegangan pada sebuah tahanan dalam rangkaian seri adalah sama dengan harga tahanan tersebut dikalikan dengan tegangan total yang digunakan pada elemen seri dibagi dengan hambatan total elemen seri.
VII. HAMBATAN DALAM  DARI SUMBER TEGANGAN
•            Setiap sumber tegangan mempunyai “Hambatan Dalam”.
•            Dalam semua analisis rangkaian yang digunakan adalah
-  Sumber tegangan ideal (tanpa hambatan dalam)
-  Tegangan keluaran sebesar E volt baik dalam keadaan tanpa beban maupun berbeban penuh.
•            Dalam praktek :
-  Tegangan keluaran akan sebesar E volt hanya bila  dalam keadaan tanpa beban (IL = 0), bila berbeban  maka tegangan keluaran sumber tegangan akan berkurang karena adanya jatuh tegangan pada hambatan dalam.
Dalam menggunakan Hk. Tegangan Kirchoff pada kalang tertutup maka :
E – IL Rd – VL = 0 ……. (persm. 8)
karena E = VNL, maka
VNL – IL Rd – VL = 0 * VL = VNL - IL Rd,….(persm. 9) jika nilai Rd tidak tersedia, maka Rd dapat diperoleh dengan persamaan  Rd = (VNL/ IL) – RL………..(persm. 10).
Sehingga didapatkan persamaan untuk sembarang selang tegangan atau arus, besar hambatan dalam ditentukan oleh :
Rd = DVL/ D IL………….(persm. 11)
Ketr. :   IL = Arus berbeban,  VL = Tegangan berbeban
Rd   = Hambatan dalam, VNL = Tegangan tanpa beban
Jadi untuk sembarang selang tegangan atau arus, besar hambatan dalam :  Rd  = @VL / @VNL,
dimana @ menunjukkan perubahan yang tertentu
VIII.  RANGKAIAN PARALEL (SEJAJAR)
l  Dua buah elemen, cabang, atau jaringan dalam keadaan paralel bila memiliki dua titik bersama.
l  Untuk tahanan seri, hambatan totalnya adalah
jumlah dari harga tahanan.
l  Untuk elemen paralel, hantaran total adalah jumlah masing-masing hantaran individual.
l  Hambatan total tahanan paralel selalu lebih kecil dari harga tahanan yang paling kecil.
l  Hambatan total tahanan sejajar besarnya sama dengan harga satu buah tahanan dibagi dengan jumlah elemen sejajar (N)
RT = R/N……….(persm. 12)
l  Hambatan total dua buah tahanan sejajar adalah merupakan perkalian dari keduanya dibagi dengan jumlahnya.
RT = R1. R2 / R1+ R2 …….(persm. 13)
l  Tegangan yang melintas elemen sejajar adalah sama besar.
V1 = V2 = E …………………..(persm. 14)
l  Jaringan sejajar sumber tunggal, arus sumber sama dengan jumlah arus cabang individual
IS = I1 +  I2 …………………(persm. 15)
IX. HUKUM ARUS KIRCHOFF Utk. RANGK.  PARALEL / SEJAJAR
l  Jumlah aljabar arus yang masuk dan yang meninggalkan sebuah sambungan sama dengan nol atau jumlah arus yang memasuki sebuah sambungan harus sama dengan jumlah arus yang meninggalkan sambungan tersebut.
X.  ATURAN PEMBAGI ARUS Utk. RANGK. PARALEL
l  Dua elemen sejajar yang harganya sama, maka arus akan dibagi sama besar.
l  Elemen sejajar dengan harga yang berbeda, semakin kecil hambatan maka akan semakin besar arus masukan yang lewat.
l  Arus mencari lintasan yang memiliki hambatan paling kecil.
XI.  JARINGAN SERI PARALEL
l  Adalah jaringan yang berisi susunan rangkaian seri dan paralel.


Seri sirkuit

Sirkuit Seri kadang-kadang disebut saat-coupled atau rantai daisy -coupled. Yang saat ini dalam rangkaian seri berjalan melalui setiap komponen di sirkuit. Oleh karena itu, semua komponen dalam sambungan seri membawa arus yang sama. Hanya ada satu jalan dalam rangkaian seri di mana saat ini dapat mengalir.
Kerugian utama Sebuah rangkaian seri atau keuntungan, tergantung pada peran yang dimaksudkan dalam desain keseluruhan suatu produk, adalah bahwa karena hanya ada satu jalur yang saat ini dapat mengalir, membuka atau melanggar rangkaian seri pada setiap titik menyebabkan seluruh rangkaian untuk "membuka "atau berhenti beroperasi . Misalnya, jika bahkan salah satu lampu di sebuah string yang lebih tua-gaya lampu pohon Natal terbakar atau dihapus, seluruh string menjadi dioperasi sampai bohlam diganti.

Arus

Saya = I_1 = I_2 = \ titik = I_n
Dalam rangkaian seri arus adalah sama untuk semua elemen.

Resistor

Hambatan total resistor secara seri sama dengan jumlah resistensi masing-masing:
Ini adalah diagram dari beberapa resistor, ujung terhubung ke ujung, dengan jumlah yang sama saat ini melalui masing-masing.
R_ \ mathrm {total} = r_1 + r_2 + \ cdots + R_n
Konduktansi listrik menyajikan kuantitas timbal balik perlawanan. Konduktansi total dari rangkaian seri resistor murni, oleh karena itu, dapat dihitung dari ekspresi berikut:
\ Frac {1} {G_ \ mathrm {total}} = \ frac {1} {} G_1 + \ frac {1} {} G_2 \ cdots + + \ frac {1} {} G_n.
Untuk kasus khusus dari dua resistor secara seri, konduktansi total setara dengan:
G_ {total} = \ frac {} {G_1 G_2 G_1 + G_2}.

Induktor

Induktor mengikuti hukum yang sama, dalam total induktansi dari induktor non-digabungkan dalam seri adalah sama dengan jumlah induktansi masing-masing:
Sebuah diagram induktor beberapa ujung terhubung ke ujung, dengan jumlah yang sama saat akan melalui masing-masing.
Disebutkan dalam ayat sebelumnya \ mathrm {total} = L_1 + L_2 + \ cdots + L_n
Namun, dalam beberapa situasi sulit untuk mencegah induktor yang berdekatan dari saling mempengaruhi, sebagai medan magnet dari satu pasangan perangkat dengan gulungan dari tetangganya. Pengaruh ini didefinisikan oleh M. induktansi bersama Misalnya, jika dua induktor secara seri, ada dua induktansi setara mungkin tergantung pada bagaimana medan magnet dari kedua induktor mempengaruhi satu sama lain.
Bila ada lebih dari dua induktor, induktansi timbal balik antara masing-masing dan cara kumparan saling mempengaruhi mempersulit perhitungan. Untuk jumlah yang lebih besar dari kumparan induktansi gabungan total diberikan oleh jumlah semua induktansi timbal balik antara kumparan berbagai termasuk induktansi bersama dari masing-masing kumparan diberikan dengan dirinya sendiri, yang kita induktansi diri induktansi atau hanya istilah. Selama tiga gulungan, ada enam induktansi mutual M_ {} 12, M_ {13}, M_ {23}dan M_ {} 21, M_ {} 31dan M_ {} 32. Ada juga tiga diri induktansi dari tiga gulungan: M_ {11}, M_ {} 22dan M_ {} 33.
Karena itu
Disebutkan dalam ayat sebelumnya \ mathrm {total} = (M_ {11} + {22} M_ + M_ {} 33) + (M_ {} + 12 M_ {13} + {23} M_) + (M_ {} + 21 M_ {31 } + {32} M_)
Dengan timbal balik M_ {ij}= M_ {} jisehingga dua kelompok terakhir dapat dikombinasikan. Tiga suku pertama merupakan jumlah dari diri-induktansi dari kumparan berbagai. Rumusnya mudah diperluas ke sejumlah kumparan seri dengan mutual coupling. Metode ini dapat digunakan untuk menemukan diri-induktansi dari gulungan besar kawat dari setiap bentuk cross-sectional dengan menghitung jumlah dari induktansi bersama dari setiap pergantian kawat di kumparan dengan setiap gilirannya lainnya karena sedemikian kumparan semua ternyata adalah dalam seri.

Kapasitor

Lihat juga jaringan Capacitor
Kapasitor mengikuti hukum yang sama dengan menggunakan reciprocals. Jumlah kapasitansi kapasitor secara seri adalah sama dengan kebalikan dari jumlah dari resiprokal dari kapasitansi masing-masing:
Sebuah diagram kapasitor beberapa ujung terhubung ke ujung, dengan jumlah yang sama saat akan melalui masing-masing.
\ Frac {1} {C_ \ mathrm {total}} = \ frac {1} {} C_1 + \ frac {1} {} C_2 \ cdots + + \ frac {1} {} C_n.

Switch

Dua atau lebih switch dalam seri membentuk logika DAN , sirkuit hanya membawa arus jika semua switch 'on'. Lihat gerbang AND .

Sel dan baterai

Sebuah baterai adalah kumpulan sel elektrokimia . Jika sel dihubungkan secara seri, tegangan baterai akan menjadi jumlah tegangan sel. Sebagai contoh, 12 volt baterai mobil berisi enam 2-volt sel dihubungkan secara seri.

Paralel sirkuit

Jika dua atau lebih komponen yang terhubung secara paralel mereka memiliki perbedaan potensial yang sama ( tegangan ) di ujungnya. Perbedaan potensial di seluruh komponen yang sama besarnya, dan mereka juga memiliki polaritas yang sama. Tegangan yang sama berlaku untuk semua komponen sirkuit yang terhubung secara paralel. Arus total adalah jumlah dari arus melalui masing-masing komponen, sesuai dengan hukum saat Kirchhoff .

Voltase

Dalam rangkaian paralel tegangan adalah sama untuk semua elemen.
V = V_1 = V_2 = \ ldots = V_n

Resistor

Arus di setiap resistor individu ditemukan oleh hukum Ohm . Anjak keluar tegangan memberikan
I_ \ mathrm {total} = V \ left (\ frac {1} {} r_1 + \ frac {1} {} r_2 + \ cdots + \ frac {1} {} R_n \ right).
Untuk menemukan total perlawanan dari semua komponen, tambahkan reciprocals dari resistensi R_isetiap komponen dan mengambil kebalikan dari penjumlahan. Resistansi total akan selalu kurang dari nilai perlawanan terkecil:
Sebuah diagram dari beberapa resistor, berdampingan, keduanya mengarah masing-masing terhubung ke kabel yang sama.
\ Frac {1} {r_ \ mathrm {total}} = \ frac {1} {} r_1 + \ frac {1} {} r_2 \ cdots + + \ frac {1} {} R_n.
Untuk hanya dua resistor, ekspresi unreciprocated cukup sederhana:
R_ \ mathrm {total} = \ frac {} {R_1R_2 r_1 + r_2}.
Hal ini kadang-kadang pergi dengan "produk dari jumlah" mnemonik.
Untuk N resistor yang sama secara paralel, ekspresi sum timbal balik disederhanakan menjadi:
\ Frac {1} {r_ \ mathrm {total}} = \ frac {1} {R} \ kali N.
dan oleh karena itu untuk:
{R_ \ mathrm {total}} = \ frac {R} {N}.
Untuk menemukan saat dalam komponen dengan resistensi R_i, Menggunakan hukum Ohm lagi:
I_i = \ frac {V} {} r_i \,.
Komponen membagi arus sesuai dengan resistensi timbal balik mereka, sehingga, dalam kasus dua resistor,
\ Frac {} {I_1 I_2} = \ frac {} {r_2 r_1}.
Sebuah istilah lama untuk perangkat terhubung secara paralel ganda, seperti koneksi ganda untuk lampu busur .
Karena konduktansi listrik Gberbanding terbalik dengan resistensi, ekspresi untuk konduktansi total rangkaian paralel resistor berbunyi:
{G_ \ mathrm {total}} = {} + {G_1 G_2} + \ cdots + {} G_n.
Hubungan untuk konduktansi total dan berdiri hambatan dalam hubungan komplementer: ekspresi untuk koneksi serangkaian resistensi adalah sama seperti untuk koneksi paralel conductances, dan sebaliknya.

Induktor

Induktor mengikuti hukum yang sama, dalam total induktansi dari induktor non-digabungkan secara paralel adalah sama dengan kebalikan dari jumlah kebalikan dari induktansi masing-masing:
Sebuah diagram induktor beberapa berdampingan, keduanya mengarah masing-masing terhubung ke kabel yang sama.
\ Frac {1} {disebutkan dalam ayat sebelumnya \ mathrm {total}} = \ frac {1} {} L_1 + \ frac {1} {} L_2 \ cdots + + \ frac {1} {} L_n.
Jika induktor terletak di medan magnet masing-masing, pendekatan ini tidak valid karena induktansi bersama. Jika induktansi timbal balik antara dua kumparan secara paralel adalah M, induktor setara adalah:
\ Frac {1} {disebutkan dalam ayat sebelumnya \ mathrm {total}} = \ frac {L_1 + L_2-2M} {L_1L_2-M ^ 2}
Jika L_1 = L_2
Disebutkan dalam ayat sebelumnya {total} = \ frac {L + M} {2}
Tanda Mtergantung pada bagaimana medan magnet mempengaruhi satu sama lain. Selama dua kumparan erat digabungkan sama dengan induktansi total dekat dengan masing-masing kumparan tunggal. Jika polaritas satu kumparan dibalik sehingga M adalah negatif, maka induktansi paralel hampir nol atau kombinasi hampir non-induktif. Diasumsikan dalam kasus "erat" M sangat hampir sama dengan L. Namun, jika induktansi yang tidak sama dan kumparan erat digabungkan bisa ada di dekat kondisi sirkuit pendek dan arus sirkulasi yang tinggi untuk kedua nilai-nilai positif dan negatif dari M, yang dapat menyebabkan masalah.
Lebih dari tiga induktor menjadi lebih kompleks dan induktansi bersama dari setiap induktor pada setiap induktor lain dan pengaruh mereka pada satu sama lain harus dipertimbangkan. Selama tiga gulungan, ada tiga induktansi mutual M_ {} 12, M_ {13}dan M_ {23}. Hal ini paling baik ditangani dengan metode matriks dan menjumlahkan ketentuan kebalikan dari Lmatrix (3 oleh 3 dalam kasus ini).
Persamaan relevan adalah dalam bentuk: v_ {i} = \ sum_ {} j disebutkan dalam ayat sebelumnya {i, j} \ frac {di_ {j}} {dt}

Kapasitor

Total kapasitansi dari kapasitor secara paralel adalah sama dengan jumlah kapasitansi masing-masing:
Sebuah diagram kapasitor beberapa berdampingan, keduanya mengarah masing-masing terhubung ke kabel yang sama.
C_ \ mathrm {total} = C_1 + C_2 + \ cdots + C_n.
Tegangan kerja kombinasi paralel kapasitor selalu dibatasi oleh tegangan kerja terkecil dari sebuah kapasitor individu.

Switch

Dua atau lebih switch dalam bentuk paralel logika OR , sirkuit membawa arus jika setidaknya satu saklar 'on'. Lihat gerbang OR .

Sel dan baterai

Jika sel-sel baterai yang terhubung secara paralel, tegangan baterai akan sama dengan tegangan sel tetapi saat ini disediakan oleh setiap sel akan menjadi sebagian kecil dari arus total. Misalnya, jika baterai berisi empat sel dihubungkan secara paralel dan memberikan arus 1 ampere , saat ini disediakan oleh setiap sel akan 0,25 ampere. Paralel-terhubung baterai secara luas digunakan untuk menyalakan katup filamen di radio portabel tetapi mereka sekarang langka.

Menggabungkan conductances

Dari hukum Kirchhoff sirkuit kita dapat menyimpulkan aturan untuk menggabungkan conductances. Selama dua conductances G_1dan G_2secara paralel tegangan mereka adalah sama dan dari Hukum Kirchoff Saat ini arus total
I_ {} = Eq I_1 + I_2 \ \.,
Mengganti hukum Ohm untuk memberikan conductances
G_ {} Persamaan V = V + G_1 G_2 V \ \,
dan konduktansi setara akan,
G_ {} = Eq G_1 + G_2 \ \.,
Selama dua conductances G_1dan G_2dalam seri arus melalui mereka akan sama dan Hukum Tegangan Kirchhoff mengatakan kepada kita bahwa tegangan mereka adalah jumlah tegangan di seluruh konduktansi masing-masing, yaitu,
V_ {} = Eq V_1 + V_2 \ \.,
Mengganti hukum Ohm untuk konduktansi kemudian memberikan,
\ Frac {I} {{G_ Eq}} = \ frac {I} {} G_1 + \ frac {I} {} G_2
yang pada gilirannya memberikan rumus untuk konduktansi setara,
\ Frac {1} {{G_ Eq}} = \ frac {1} {} G_1 + \ frac {1} {} G_2.
Persamaan ini dapat diatur kembali sedikit, meskipun ini adalah kasus khusus yang hanya akan mengatur ulang seperti ini selama dua komponen.
G_ {} Eq = \ frac {} {G_1 G_2 G_1 + G_2}.
elrosyadi296
elrosyadi296 Seorang Santri Lulusan MA Jurusan IPS, Kuliah Jurusan Tafsir, Ngabdi Ngajar Ngaji, IPA dan Matematika, Hobi Coding Otodidak