Rangkaian listrik dapat memiliki elemen rangkaian yang disusun secara seri atau paralel. Dalam rangkaian seri, elemen-elemen dihubungkan menggunakan cabang yang sama yang mengirimkan arus listrik melalui masing-masing elemen satu per satu. Dalam rangkaian paralel, elemen-elemennya memiliki cabang tersendiri. Di sirkuit ini, arus dapat mengambil jalur yang berbeda.
Karena arus dapat mengambil jalur yang berbeda dalam rangkaian paralel, arus tidak konstan di seluruh rangkaian paralel. Sebaliknya, untuk cabang-cabang yang terhubung secara paralel satu sama lain, tegangan atau potensi jatuh di setiap cabang adalah konstan. Ini karena arus mendistribusikan dirinya sendiri di setiap cabang dalam jumlah yang berbanding terbalik dengan resistansi masing-masing cabang. Hal ini menyebabkan arus menjadi yang terbesar dimana hambatannya paling kecil dan sebaliknya.
Kualitas ini memungkinkan sirkuit paralel memungkinkan muatan mengalir melalui dua jalur atau lebih, menjadikannya kandidat standar di rumah dan perangkat listrik melalui sistem daya yang stabil dan efisien. Ini memungkinkan listrik mengalir melalui bagian lain dari suatu rangkaian ketika bagian tersebut rusak atau rusak, dan mereka dapat mendistribusikan daya secara merata ke berbagai bangunan. Karakteristik ini dapat ditunjukkan melalui diagram dan contoh rangkaian paralel.
Diagram Sirkuit Paralel
•••Syed Hussain Ather
Dalam diagram rangkaian paralel, Anda dapat menentukan aliran arus listrik dengan membuat aliran arus listrik dari ujung positif baterai ke ujung negatif. Ujung positif diberikan oleh + pada sumber tegangan, dan negatif, -.
Saat Anda menggambar cara arus mengalir di seluruh cabang rangkaian paralel, ingatlah bahwa semua arus yang memasuki satu simpul atau titik dalam rangkaian harus sama dengan semua arus yang keluar atau keluar dari itu titik. Juga perlu diingat bahwa tegangan turun di sekitar loop tertutup di sirkuit harus sama dengan nol. Kedua pernyataan ini adalahhukum sirkuit Kirchhoff.
Karakteristik Sirkuit Paralel
Sirkuit paralel menggunakan cabang yang membiarkan arus mengalir melalui rute yang berbeda melalui sirkuit. Arus mengalir dari ujung positif baterai atau sumber tegangan ke ujung negatif. Tegangan tetap konstan di seluruh rangkaian sementara arus berubah tergantung pada resistansi masing-masing cabang.
Tips
Sirkuit paralel diatur sedemikian rupa sehingga arus dapat mengalir melalui cabang yang berbeda secara bersamaan. Tegangan, bukan arus, adalah konstan sepanjang waktu, dan Hukum Ohm dapat digunakan untuk menghitung tegangan dan arus. Dalam rangkaian seri-paralel, rangkaian dapat diperlakukan sebagai rangkaian seri dan paralel.
Contoh Rangkaian Paralel
Untuk mencari hambatan total resistor yang disusun paralel satu sama lain, gunakan rumus
\frac{1}{R_{total}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}+...+\frac{1}{R_n }
di mana resistansi masing-masing resistor dijumlahkan di sisi kanan persamaan. Pada diagram di atas, resistansi total dalam ohm (Ω) dapat dihitung sebagai berikut:
- 1/Rtotal = 1/5 Ω + 1/6 Ω + 1/10 Ω
- 1/Rtotal = 6/30 Ω + 5/30 Ω + 3/30 Ω
- 1/Rtotal = 14/30 Ω
- Rtotal = 15/7 atau sekitar 2,14
Perhatikan bahwa Anda hanya dapat "membalik" kedua sisi persamaan dari langkah 3 ke langkah 4 bila hanya ada satu suku di kedua sisi persamaan (dalam hal ini,1/Rtotaldi sebelah kiri dan14/30 Ωdi kanan).
Setelah Anda menghitung resistansi, arus dan tegangan dapat dihitung menggunakan Hukum OhmV = I/Rdi manaVadalah tegangan diukur dalam volt,sayaadalah arus yang diukur dalam ampere, danRadalah hambatan dalam ohm. Dalam rangkaian paralel, jumlah arus yang melalui setiap jalur adalah total arus dari sumber. Arus pada setiap resistor dalam rangkaian dapat dihitung dengan mengalikan tegangan kali resistansi untuk resistor. Tegangan tetap konstan di seluruh rangkaian sehingga tegangan adalah tegangan baterai atau sumber tegangan.
Paralel vs. Sirkuit Seri
•••Syed Hussain Ather
Dalam rangkaian seri, arus konstan sepanjang, penurunan tegangan tergantung pada resistansi masing-masing resistor dan resistansi total adalah jumlah dari masing-masing resistor individu. Dalam rangkaian paralel, tegangan konstan sepanjang, arus tergantung pada setiap resistor dan kebalikan dari resistansi total adalah jumlah kebalikan dari masing-masing resistor individu.
Kapasitor dan induktor dapat digunakan untuk mengubah muatan dalam rangkaian seri dan paralel dari waktu ke waktu. Pada rangkaian seri, jumlahkapasitansidari sirkuit (diberikan oleh variabelC), potensi kapasitor untuk menyimpan muatan dari waktu ke waktu, adalah jumlah kebalikan dari kebalikan dari masing-masing kapasitansi individu, daninduktansi total (saya), kekuatan induktor untuk melepaskan muatan dari waktu ke waktu, adalah jumlah dari masing-masing induktor. Sebaliknya, dalam rangkaian paralel, kapasitansi total adalah jumlah dari masing-masing kapasitor individu, dan kebalikan dari induktansi total adalah jumlah kebalikan dari masing-masing induktansi individu.
Rangkaian seri dan paralel juga memiliki fungsi yang berbeda. Dalam rangkaian seri, jika salah satu bagian putus, arus tidak akan mengalir melalui rangkaian sama sekali. Dalam rangkaian paralel, bukaan cabang individu hanya menghentikan arus di cabang itu. Cabang-cabang lainnya akan terus bekerja karena arus memiliki banyak jalur yang dapat melintasi rangkaian.
Rangkaian Seri-Paralel
•••Syed Hussain Ather
Sirkuit yang memiliki kedua elemen bercabang yang juga terhubung sedemikian rupa sehingga arus mengalir dalam satu arah di antara cabang-cabang itu adalah:keduaseri dan paralel. Dalam kasus ini, Anda dapat menerapkan aturan dari seri dan paralel yang sesuai untuk rangkaian. Dalam contoh di atas,R1danR2sejajar satu sama lain untuk membentukR5, dan begitu jugaR3danR4untuk membentukR6. Mereka dapat dijumlahkan secara paralel sebagai berikut:
- 1/R5 = 1/1 + 1/5
- 1/R5 = 5/5 + 1/5
- 1/R5 = 6/5
- R5 = 5/6 atau sekitar 0,83
- 1/R6 = 1/7 + 1/2
- 1/R6 = 2/14 + 7/14
- 1/R6 = 9/14
- R6 = 14/9 atau sekitar 1,56
•••Syed Hussain Ather
Rangkaian dapat disederhanakan untuk membuat rangkaian yang ditunjukkan langsung di atas denganR5danR6. Kedua resistor ini dapat ditambahkan secara langsung seolah-olah rangkaian itu seri.
R_{total}=5/6\Omega+14/9\Omega=2.38\Omega
Dengan 20Vsebagai tegangan, Hukum Ohm menyatakan bahwa arus total sama denganV/R, atau20V / (43/18 ) = 360/43 Aatau tentang8.37 ADengan arus total ini, Anda dapat menentukan penurunan tegangan pada R5 dan R6 menggunakan Hukum Ohm (V=I/R) demikian juga.
UntukR5,
V_5=\frac{360}{43}\times 5/6=6,98\text{ V}
UntukR6,
V_5=\frac{360}{43}\times 14/9=13,02\text{ V}
Akhirnya, tegangan ini turun untukR5danR6dapat dibagi kembali menjadi rangkaian paralel asli untuk menghitung arusR1danR2untukR5danR2danR3untukR6menggunakan Hukum Ohm.
I1 = (1800/258 V) / 1 = 1800/258 Aatau sekitart 6.98 A
I2 = (1800/258 V) / 5 = 1500/43 Aatau sekitart 34,88 A.
I3 = (680/129 V) / 7 = 4760/129 Aatau tentang36,90 A.
I3 = (680/129 V) / 2 = 1360/129 Aatau tentang10,54 A