LISTRIK DINAMIS KELAS 9 BAGIAN 3 RANGKAIAN SERI

TOPIK: RANGKAIAN LISTRIK Saat kamu menyalakan dan mematikan sakelar lampu, sebenarnya kamu menutup dan membuka rangkaian listrik. Rangkaian adalah jalur yang dilewati oleh listrik. Agar elektron dapat bergerak (menciptakan arus listrik), rangkaian harus ditutup. Saat kamu mematikan sakelar lampu, kamu membuka rangkaian dan lampu mati. Saat menyalakan sakelar, rangkaian ditutup dan lampu menyala.

Berikut adalah komponen pada rangkaian yang umum dan bagaimana komponen tersebut biasanya digambarkan dalam diagram rangkaian:

Sumber tegangan

Switch

kawat konduktor

beban

Jenis sumber listrik apapun yang kamu pakai, seperti baterai, sel aki, atau sel surya untuk menghasilkan listrik, ada tiga hal yang selalu sama: 1. Sumber listrik harus memiliki dua terminal: terminal positif dan terminal negatif.

2. Sumber listrik (apakah itu generator, baterai, atau yang lainnya) akan mendorong elektron keluar dari terminal negatifnya pada tegangan tertentu. Misalnya, satu baterai AA biasanya mendorong elektron keluar dengan tegangan 1,5 volt.

3. Elektron mengalir dari terminal negatif ke terminal positif melalui kabel tembaga.

Ketika ada jalur yang menghubungkan terminal negatif ke positif, maka rangkaian terbentuk, dan elektron dapat mengalir melalui kabel.

Kamu harus mengetahui pentingnya rangkaian listrik, terutama dalam kehidupan sehari-hari. Rangkaian listrik adalah loop tertutup yang dibentuk oleh sumber tegangan, kabel, sekring, beban, dan sakelar. Ketika sakelar dihidupkan, rangkaian listrik menjadi tertutup dan arus mengalir dari terminal negatif sumber tegangan, melalui kabel ke beban, lalu ke terminal positif. Perangkat apa pun yang mengkonsumsi energi yang mengalir melalui rangkaian dan mengubah energi itu menjadi kerja disebut beban. Bola lampu adalah salah satu contoh beban; ia mengkonsumsi listrik pada rangkaian dan mengubahnya menjadi kerja – berupa panas dan cahaya.

Baterai AA mendorong elektron-elektron

Semua rangkaian listrik memiliki sel atau baterai yang menyediakan arus listrik. Jika rangkaian tertutup, arus akan mengalir dari salah satu ujung sel atau baterai melalui kabel, perangkat atau komponen apa pun yang menjadi bagian dari rangkaian dan kemudian kembali lagi ke ujung lain sel atau baterai.

Menggambar Rangkaian Untuk merepresentasikan rangkaian menggunakan simbol, yang harus dilakukan adalah:ď€ â€˘ Pertama, gambar sel atau baterai lebih dulu. • mulai dari menggambar satu ujung sel atau baterai berupa garis, gambar simbol untuk kabel dan perangkat/komponen listrik lainnya sepanjang kabel. Kamu harus ingat bahwa kabel selalu digambar sebagai garis lurus.

Di rangkaian ini sakelar terbuka. rangkaian tersebut putus dan tidak ada arus yang mengalir. Bohlam mati.

Di rangkaian ini sakelar tertutup.

Rangkaian menghubungkan ujung negatif sumber tegangan ke ujung positifnya tanpa terputus dan arus mengalir. Maka bohlam menyala.

RangkaianSeri Rangkaian seri adalah rangkaian listrik dimana hanya ada satu jalur dari sumber melalui semua beban (bola lampu) dan kembali ke sumber. Artinya seluruh arus dalam rangkaian mengalir melalui semua beban (Gambar 1).

Salah satu contoh dari rangkaian seri adalah rangkaian lampu hias untuk dekorasi. Hanya ada satu jalur untuk arus mengalir.

Membuka atau memutus rangkaian seri pada titik mana pun di jalurnya menyebabkan seluruh rangkaian "terbuka" atau berhenti beroperasi. Ini adalah kerugian utama dari rangkaian seri. Jika salah satu bola lampu atau beban terbakar atau dilepas, seluruh komponen dalam rangkaian akan berhenti beroperasi. Banyak 120 volt 60 watt rangkaian saat ini yang sebenarnya merupakan kombinasi elemen dalam seri dan paralel untuk meminimalkan ketidaknyamanan dari rangkaian seri murni.

Gambar 1

120 volt

Pada rangkaian seri sederhana yang terdiri dari sumber tegangan 120 volt, sakelar, dan bola lampu 60 watt. Saat sakelar terbuka, lampu tidak dapat menyala karena rangkaian tidak tertutup.

Tidak ada jalur loop tertutup untuk arus mengalir melalui rangkaian. Ketika sakelar ditutup, bola lampu menyala karena arus mengalir melalui rangkaian. Bohlam bersinar dengan kecerahan penuhnya karena menerima 120 volt penuh (Gambar 2).

Gambar 2

Gambar 3

Jika dua bola lampu masing-masing 60 watt dihubungkan ke rangkaian secara seri, resistansi/hambatan rangkaian berlipat ganda (Gambar 3).

Aliran arus sekarang menjadi setengah dibandingkan saat hanya ada satu lampu di rangkaian. Tegangan di setiap lampu sekarang 60 volt karena aliran arus berkurang. Setiap bohlam beroperasi hanya pada setengah voltase dari yang diharapkan, yang akan mengurangi kecerahannya.

Karena setiap bohlam berukuran sama, maka pada masing-masing lampu akan terlihat penurunan tegangan yang sama.

Jika kita menambahkan lagi bohlam 60 watt yang ke-3 pada rangkaian, maka setiap bohlam akan menerima sepertiga dari total tegangan rangkaian, atau 40 volt (Gambar 4).

Setiap bohlam akan menghasilkan cahaya yang lebihredup dari sebelumnya karena menambah lampu berarti menambahkan lebih banyak resistansi/hambatan ke rangkaian.

120 Volt

Gambar 4

Untuk lebih mendemonstrasikan bagaimana penambahan resistansi/hambatan secara seri mempengaruhi aliran arus dan tegangan di setiap bohlam, mari kita ganti bohlam ketiga dengan bohlam 10 watt (Gambar 5). Menurutmu Apa yang akan terjadi?

Bohlam 10 watt akan bersinar terang tetapi dua lainnya hampir tidak menghasilkan cahaya.

Bohlam 10 watt memiliki hambatan yang sangat besar dibandingkan dengan dua lampu 60 watt lainnya sehingga bohlam 10 watt mendapatkan persentase voltase yang paling tinggi. Posisi bohlam pada rangkaian bukan masalah. Resistansi/hambatan inilah yang menentukan berapa banyak tegangan yang akan diterima masing-masing bola lampu. Dalam pengaturan ini, bohlam 10 watt menerima 110 volt, dan masing-masing bohlam 60 watt menerima 5 volt. 5 volt yang diterima oleh bohlam 60 watt membuatnya hampir tidak berpendar, sedangkan 110 volt yang diterima oleh bohlam 10 watt membuatnya bersinar terang, Mengapa bohlam di rangkaian seri lebih redup?

Bola lampu redup karena dua alasan, 1. Arus yang mengalir melalui lampu-lampu ini lebih kecil karena dua atau lebih lampu

yang dipasang secara seri memiliki resistansi yang lebih tinggi daripada satu bola lampu 2. Setiap muatan hanya melepaskan sebagian energinya di setiap bohlam yang

tegangannya lebih kecil.

Ingat, besarnya arus dalam rangkaian seri sama di semua tempat. A1=A2=A3=A4 Arus yang melalui kedua lampu sama karena arusnya sama di semua tempat dalam rangkaian seri. Artinya, voltase di seluruh bohlam berbeda sehingga kecerahannya berbeda.

Bola lampu yang paling terang pasti memiliki voltase terbesar. Jika sebuah bohlam membutuhkan tegangan yang besar untuk arus yang diberikan, maka bohlam tersebut harus memiliki hambatan/resistensi yang tinggi. Jadi dalam rangkaian seri, lampu resistansi tinggi lebih terang karena memiliki tegangan yang lebih besar.

Dalam rangkaian paralel, lampu resistansi rendah lebih terang karena arus yang lebih besar melalui lampu tersebut untuk tegangan yang sama.

Semakin banyak bohlam yang ditambahkan, semakin kurang terangnya. Mungkin menambahkan begitu banyak bohlam menyebabkan bohlam-bohlam tidak menyala sama sekali. Hal ini disebabkan adanya hambatan di setiap bohlam. Jika ada bohlam yang rusak, arus tidak dapat mengalir melalui rangkaian dan komponen lainnya tidak akan berfungsi.

Faktor Yang Mempengaruhi Besarnya Arus Besarnya arus listrik yang mengalir bergantung pada: 1. Jumlah komponen (contoh lampu) di rangkaian listrik Jika kita menambah jumlah bola lampu di rangkaian, pembacaan arus berkurang.

Semua komponen memiliki hambatan yang artinya menahan aliran arus listrik. Dua bohlam yang dipasang bersama memberikan resistansi yang lebih besar daripada satu bohlam sehingga aliran arus lebih kecil.

2. Jenis komponen (contoh Lampu)

Bohlam yang berbeda mungkin memiliki hambatan yang berbeda. Bohlam yang memiliki hambatan lebih kecil menghasilkan aliran arus yang lebih besar.

3. Jumlah sel pada baterai.

Tegangan adalah tenaga penggerak yang mendorong arus di sekitar rangkaian.

Baterai dua sel memberikan tegangan yang lebih besar yang menghasilkan aliran arus yang lebih besar dan transfer energi listrik yang lebih besar dari baterai ke bohlam.

Ingat: A.

Kuat arus pada rangkaian seri.

Arus dalam rangkaian seri sama di semua tempat.

Rangkaian seri

Amperemeter yang ditempatkan di mana saja dalam rangkaian seri selalu memberikan pembacaan yang sama.

A1=A2=A3=A4 Jika sebuah sel identik (baterai) ditempatkan secara seri dengan sel pertama, arus berlipat ganda karena tegangan total rangkaian berlipat ganda.

B. Voltage pada rangkaian seri.

1. Tegangan untuk masing-masing komponen tergantung resistansinya.

pada

2. Untuk menghitung tegangan, kita perlu mengetahui resistansi total rangkaian, dan arus yang mengalir melaluinya.

3. Tegangan di semua komponen menambah tegangan suplai dari sel atau baterai.

V sup = V1+ V2+ V3 Tegangan suplai terbagi-bagi antar komponen. Jika terjadi perubahan resistansi salah satu komponen maka tegangan pada semua komponen akan berubah. Jika lebih banyak sel atau baterai dihubungkan bersama secara seri, tegangan total adalah jumlah dari tegangan individu setiap sel.

C.

Hambatan/resistensi pada rangkaian seri.

Anda dapat menghitung resistansi total rangkaian seri dengan menjumlahkan resistansi masingmasing komponen.

R total = R1 + R2 + R3 Pada contoh rangkaian di samping, R total = 2 + 3 + 4 = 9 Ohm