Rangkaian listrik adalah kumpulan komponen listrik yang terhubung satu sama lain untuk membentuk jalur aliran arus listrik. Ini mencakup berbagai elemen seperti sumber daya listrik, resistor, kapasitor, induktor, dan komponen semikonduktor lainnya. Rangkaian listrik adalah dasar dari semua jenis rangkaian elektronika, termasuk untuk kebutuhan IoT project
Aliran Arus listrik sendiri adalah pergerakan partikel bermuatan, seperti elektron, melalui penghantar listrik. Arus mengalir dari terminal positif ke terminal negatif dalam sirkuit tertutup. Tegangan merupakan gaya yang mendorong aliran arus, sedangkan hambatan menghambat aliran arus.
Baca Juga Jenis Sensor dalam Dunia IoT
Jenis Rangkaian Listrik
Rangkaian Seri
Rangkaian seri terdiri dari komponen yang disusun secara berurutan sehingga arus yang mengalir melalui setiap komponen memiliki nilai yang sama. Dalam rangkaian seri, tegangan total terbagi di antara komponen-komponen yang terhubung. Rangkaian seri juga disebut rangkaian pembagi tegangan.
Baca juga Jenis Kapasitor
Rangkaian pembagi tegangan adalah rangkaian listrik yang menggunakan resistor untuk membagi tegangan menjadi beberapa tingkat yang berbeda. Prinsip kerjanya adalah tegangan masukan dibagi di antara resistor-resistor yang terhubung secara seri. Rangkaian pembagi tegangan sering digunakan dalam aplikasi di mana tingkat tegangan yang berbeda diperlukan pada titik-titik tertentu dalam rangkaian.
Rumus Rangkaian Seri
Dalam rangkaian seri, resistor-resistor atau komponen-komponen lainnya terhubung secara berurutan, sehingga arus yang mengalir melalui setiap komponen memiliki nilai yang sama. Untuk menghitung total hambatan (R) dalam rangkaian seri, dapat menggunakan rumus berikut:
R_total = R1 + R2 + R3 + … + Rn
Di mana R_total adalah total hambatan dalam rangkaian seri dan R1, R2, R3, …, Rn adalah nilai hambatan masing-masing komponen dalam rangkaian.
Rangkaian Paralel
Rangkaian paralel terdiri dari komponen yang terhubung secara paralel, sehingga tegangan pada setiap komponen adalah sama. Arus total yang mengalir di rangkaian paralel adalah penjumlahan arus yang mengalir melalui setiap komponen.
Rangkaian paralel di sebut juga rangkaian pembagi arus adalah rangkaian listrik yang menggunakan resistor untuk membagi aliran arus menjadi beberapa cabang yang berbeda. Prinsip kerjanya adalah arus total yang masuk ke titik percabangan akan terbagi di antara resistor-resistor yang terhubung secara paralel. Rangkaian pembagi arus sering di gunakan dalam aplikasi di mana arus yang di peroleh oleh setiap cabang harus di kendalikan secara terpisah.
Rumus Rangkaian Paralel
Dalam rangkaian paralel, resistor-resistor atau komponen-komponen lainnya terhubung secara paralel, sehingga tegangan pada setiap komponen sama. Untuk menghitung total hambatan (R) dalam rangkaian paralel, dapat menggunakan rumus berikut:
1/R_total = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … + 1/Rn
Di mana R_total adalah total hambatan dalam rangkaian paralel dan R1, R2, R3, …, Rn adalah nilai hambatan masing-masing komponen dalam rangkaian.
Rumus tersebut juga dapat di gunakan untuk menghitung total konduktansi (C) dalam rangkaian paralel untuk kapasitor atau total induktansi (L) dalam rangkaian paralel untuk induktor.
Rangkaian Campuran
Rangkaian campuran adalah kombinasi dari rangkaian seri dan paralel. Komponen dalam rangkaian campuran terhubung secara paralel atau seri tergantung pada konfigurasi rangkaian yang spesifik.
Baca juga Cara Menghitung Nilai Warna Resistor
Rumus Rangkaian Campuran
Dalam rangkaian campuran, terdapat kombinasi komponen yang terhubung secara seri dan paralel. Untuk menghitung hambatan total (R) dalam rangkaian campuran, dapat menggunakan metode analisis yang melibatkan aplikasi hukum Kirchhoff, yaitu hukum simpul dan hukum loop.
Berikut adalah langkah-langkah umum untuk menghitung hambatan total dalam rangkaian campuran:
- Identifikasi cabang-cabang yang terhubung secara paralel dan cabang-cabang yang terhubung secara seri dalam rangkaian.
- Hitung hambatan total dalam cabang-cabang yang terhubung secara seri dengan menjumlahkan nilai hambatan masing-masing cabang.R_ser = R1 + R2 + R3 + … + RnDi mana R_ser adalah hambatan total dalam cabang seri dan R1, R2, R3, …, Rn adalah nilai hambatan masing-masing cabang seri.
- Hitung hambatan total dalam cabang-cabang yang terhubung secara paralel dengan menggunakan rumus:1/R_par = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … + 1/RnDi mana R_par adalah hambatan total dalam cabang paralel dan R1, R2, R3, …, Rn adalah nilai hambatan masing-masing cabang paralel.
- Jika terdapat lebih dari satu cabang paralel, hambatan total dalam cabang paralel tersebut dapat di hitung terlebih dahulu menggunakan rumus di atas, dan hasilnya dapat di gunakan sebagai nilai hambatan satu cabang ekivalen.
- Setelah mendapatkan nilai hambatan total dalam setiap cabang seri dan cabang paralel, hambatan total (R_total) dalam rangkaian campuran dapat di hitung dengan menjumlahkan hambatan total dalam cabang seri dan cabang paralel.R_total = R_ser + R_par
Selain jenis rangkaian dasar listrik ini juga ada rangkaian bintang dan rangkaian segitiga yang umumnya di gunakan untuk pengendali motor maupun listrik 3 fase
Baca juga Rumus Tegangan, Arus dan Listrik
Komponen dalam Rangkaian Listrik
- Sumber daya listrik menyediakan energi listrik untuk rangkaian. Contohnya termasuk baterai, generator, dan sumber daya AC (arus bolak-balik).
- Konduktor dan Isolator. Konduktor adalah bahan yang baik menghantarkan arus listrik, seperti tembaga dan aluminium. Isolator, di sisi lain, adalah bahan yang mencegah aliran arus, seperti plastik atau kaca.
- Resistor adalah komponen yang menghambat aliran arus listrik. Fungsinya adalah untuk mengendalikan arus dan tegangan dalam rangkaian. Resistor memiliki nilai hambatan yang di ukur dalam satuan ohm (Ω).
- Kapasitor adalah komponen yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik. Terdiri dari dua pelat yang d ipisahkan oleh bahan di elektrik, kapasitor dapat menyimpan energi listrik dan di gunakan dalam rangkaian yang melibatkan perubahan arus atau sinyal.
- Induktor Induktor adalah komponen yang dapat menyimpan energi magnetik. Terdiri dari kumparan kawat, induktor dapat menghasilkan medan magnet ketika arus listrik mengalir melaluinya. Induktor di gunakan dalam rangkaian yang melibatkan perubahan arus atau sinyal.
- Transistor Transistor adalah komponen semikonduktor yang di gunakan untuk mengontrol arus dan tegangan dalam rangkaian. Ini di gunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk sebagai saklar elektronik dan amplifier sinyal.
- Komponen Semikonduktor Lainnya Komponen semikonduktor lainnya termasuk dioda, yang memungkinkan aliran arus hanya dalam satu arah, LED (Light Emitting Diode) yang menghasilkan cahaya ketika di aliri arus, dan fotodioda yang mengubah cahaya menjadi arus listrik.
Analisis dan Pemecahan Masalah Rangkaian Listrik
Hukum Ohm
enyatakan bahwa arus yang mengalir melalui sebuah resistor sebanding dengan tegangan yang di terapkan dan berbanding terbalik dengan hambatannya. Hukum ini dapat di gunakan untuk menghitung arus, tegangan, atau hambatan dalam rangkaian.
Baca juga Konsep Dasar Elektronika
Metode Kirchhoff
Metode Kirchhoff, yang terdiri dari hukum simpul dan hukum loop, di gunakan untuk menganalisis rangkaian listrik kompleks. Hukum simpul menyatakan bahwa jumlah arus yang masuk ke simpul adalah sama dengan jumlah arus yang keluar dari simpul tersebut. Hukum loop menyatakan bahwa jumlah tegangan dalam suatu loop dalam rangkaian adalah nol.
Pemecahan Masalah
Rangkaian Pemecahan masalah dalam rangkaian listrik melibatkan analisis, pemahaman hukum-hukum listrik, dan penerapan prinsip-prinsip ini untuk mengidentifikasi masalah dan mencari solusi yang tepat. Langkah-langkah yang sistematis dan pemahaman yang kuat tentang konsep rangkaian listrik di perlukan untuk mengatasi masalah yang mungkin muncul.
Itulah sekilas mengenai rangkaian dasar listrik, jika kalian tertarik memahami lebih lanjut bisa mengikuti Kelas Elektronika Hebat Indobot Academy
