Rangkaian Seri Fisika

Di SMP, dan di SMA kita akan mempelajari tentang Rangkaian Seri, posting kali ini menjelaskan tentang rangkaian seri, rumus yang berlaku dan contoh soalnya.

Rangkaian lampu seperti gambar di samping ini disebut Rangkaian Seri. Karena bagian-bagian dari suatu rangkaian seri disambung satu setelah yang lain, besarnya arus yang mengalir sama untuk seluruh bagian rangkaian. Apabila kamu menghubungkan tiga amperemeter ke dalam rangkaian tersebut seperti ditunjukkan pada gambar itu, ketiga amperemeter itu akan menunjukkan harga yang sama.

Apa yang terjadi jika salah satu bagian rangkaian seri terputus? Dalam rangkaian seri arus listrik hanya mempunyai satu jalan yang dapat dilewati. Karena itu apabila ada bagian yang terputus, berarti rangkaian dalam keadaan terbuka dan arus pasti tidak mengalir. Apakah hal ini sesuai dengan hasil pengamatanmu?



Pada gambar Lampu di atas, dalam rangkaian seri, besar tegangan sumber, Vsumber, adalah sama dengan jumlah tegangan pada lampu A dan B,

Code:

Vsumber = VA + VB

Karena arus I yang melalui lampu-lampu tersebut sama besar, maka

Code:

VA = IRA dan VB = IRB

Oleh karena itu,

Code:

Vsumber = IRA + IRB atau

Vsumber = I(RA + RB)

Arus yang mengalir melalui rangkaian tersebut dapat dihitung dengan rumus berikut ini.

Persamaan ini berlaku untuk setiap jumlah hambatan seri, tidak hanya dua seperti gambar di atas. Arus yang sama akan tetap mengalir bila satu resistor tunggal, R, mempunyai hambatan yang sama dengan jumlah hambatan dua lampu tersebut. Hambatan seperti itu disebut hambatan ekivalen rangkaian atau sirkuit tersebut. Untuk hambatan seri, hambatan ekivalen sama dengan jumlah seluruh hambatan yang dihubungkan seri.

Code:

R = RA + RB

untuk dua hambatan yang dihubungkan seri, dan

Code:

R = RA + RB + RC

untuk tiga hambatan yang dihubungkan seri, dan seterusnya.

Perhatikan bahwa hambatan ekivalen selalu lebih besar daripada setiap hambatan tunggal yang dihubungkan seri tersebut. Oleh karena itu, jika tegangan baterai tidak
berubah, penambahan lebih banyak alat secara seri selalu menurunkan arus tersebut. Untuk menghitung arus, I, yang mengalir dalam suatu rangkaian seri, pertama-tama
hitunglah hambatan ekivalen, R, dan kemudian gunakan persamaan berikut ini untuk menghitung I.

Rumus dasar pada rangkaian seri:

Rangkaian Seri



Karena R1, R2, dan R3 dihubungkan secara seri maka arus yang mengalir pada R1, R2, dan R2 adalah sama, sedangkan beda potensial (tegangan) setiap resistor berbeda sesuai dengan besar resistansi masing-masing. Dalam rangkaian seri seperti ini berlaku Hukum Ohm,

Code:

V = I x RTotal
RTotal = R1 + R2 + R3 
I = V / RTotal

V = VR1 + VR2 + VR3
V = (I x R1) + (I x R2) + (I x R3)
V = I (R1 + R2 + R3)

P = I x V
PR1 = I x VR1
PR2 = I x VR2
PR3 = I x VR3

V = Tegangan dalam Volt (V)
R = Resistansi dalam Ohm (?)
I = Arus dalam Ampere (A)
P = Daya dalam Watt (W)

sumber