Arus dalam rangkaian listrik mengalir melalui konduktor dari sumber tegangan ke beban, yaitu ke lampu, peralatan. Dalam kebanyakan kasus, kabel tembaga digunakan sebagai konduktor. Sebuah sirkuit dapat berisi beberapa elemen dengan resistansi yang berbeda. Dalam rangkaian perangkat, konduktor dapat dihubungkan secara paralel atau seri, dan dapat juga jenis campuran.
Barang sirkuit dengan resistansi disebut resistor, tegangan elemen ini adalah beda potensial antara ujung resistor. Sambungan listrik paralel dan seri konduktor dicirikan oleh prinsip operasi yang sama, yang menurutnya arus mengalir dari plus ke minus, masing-masing potensial berkurang. Dalam diagram pengkabelan, resistansi pengkabelan diambil sebagai 0 karena dapat diabaikan.
Koneksi paralel menyiratkan bahwa elemen rangkaian terhubung ke sumber secara paralel dan dinyalakan pada saat yang bersamaan. Sambungan seri berarti bahwa konduktor resistansi dihubungkan secara berurutan satu sama lain.
Perhitungannya menggunakan metode idealisasi, yang membuatnya lebih mudah dipahami. Faktanya, dalam rangkaian listrik, potensial secara bertahap berkurang saat bergerak melalui kabel dan elemen yang merupakan bagian dari koneksi paralel atau seri.
Isi
Menghubungkan konduktor secara seri
Sambungan seri berarti bahwa konduktor dihubungkan dalam urutan tertentu satu demi satu. Dan arus di semuanya sama. Elemen-elemen ini menciptakan tegangan total di area tersebut. Muatan tidak menumpuk di simpul sirkuit listrik, karena jika tidak, akan ada perubahan tegangan dan arus. Dengan tegangan konstan, arus ditentukan oleh nilai resistansi rangkaian, sehingga pada rangkaian seri resistansi berubah jika salah satu beban berubah.
Kerugian dari rangkaian ini adalah jika salah satu elemen gagal, yang lain juga kehilangan kemampuan untuk berfungsi karena sirkuit rusak. Contohnya adalah karangan bunga yang tidak berfungsi jika satu bohlam terbakar. Ini adalah perbedaan utama dari koneksi paralel, di mana elemen dapat berfungsi secara individual.
Rangkaian seri mengasumsikan bahwa karena konduktor terhubung dalam satu tingkat, resistansi mereka pada setiap titik dalam jaringan adalah sama. Resistansi total sama dengan jumlah tegangan yang menurun dari elemen jaringan individu.
Dalam jenis koneksi ini, awal dari satu konduktor dihubungkan ke ujung yang lain. Fitur utama dari koneksi adalah bahwa semua konduktor berada pada kabel yang sama tanpa bercabang, dan satu arus listrik mengalir melalui masing-masing konduktor. Namun, tegangan total sama dengan jumlah tegangan pada masing-masing. Dimungkinkan juga untuk mempertimbangkan koneksi dari sudut pandang lain - semua konduktor digantikan oleh satu resistor yang setara, dan arus di atasnya sama dengan arus total yang melewati semua resistor. Tegangan total ekivalen adalah jumlah dari nilai tegangan pada setiap resistor. Ini adalah bagaimana perbedaan potensial di resistor memanifestasikan dirinya.
Penggunaan koneksi seri berguna ketika Anda ingin secara khusus menghidupkan dan mematikan perangkat tertentu. Misalnya, bel listrik hanya dapat berdering jika ada sambungan ke sumber tegangan dan tombol. Aturan pertama menyatakan bahwa jika tidak ada arus pada setidaknya satu elemen rangkaian, tidak akan ada arus pada yang lain. Dengan demikian, jika ada arus di satu konduktor, ada juga arus di konduktor lainnya. Contoh lain adalah senter bertenaga baterai, yang hanya bersinar jika ada baterai, bohlam yang berfungsi, dan tombol yang ditekan.
Dalam beberapa kasus, rangkaian seri tidak praktis. Di sebuah apartemen di mana sistem pencahayaan terdiri dari banyak lampu, sconce, lampu gantung, tidak layak untuk mengatur skema jenis ini, karena tidak perlu menyalakan dan mematikan pencahayaan di semua kamar secara bersamaan. Untuk tujuan ini, lebih baik menggunakan koneksi paralel untuk dapat menyalakan lampu di masing-masing kamar.
Koneksi paralel konduktor
Dalam rangkaian paralel, konduktor adalah seperangkat dari resistorsalah satu ujungnya dirakit dalam satu simpul dan ujung lainnya di simpul kedua. Diasumsikan bahwa tegangan pada jenis sambungan paralel adalah sama di semua bagian rangkaian. Bagian paralel dari rangkaian listrik disebut cabang dan berjalan di antara dua simpul penghubung, mereka membawa tegangan yang sama. Tegangan seperti itu sama dengan nilai pada setiap konduktor. Jumlah nilai yang berbanding terbalik dengan hambatan cabang juga berbanding terbalik dengan hambatan masing-masing bagian rangkaian dari rangkaian paralel.
Dengan koneksi paralel dan seri, sistem untuk menghitung resistansi masing-masing konduktor berbeda. Dalam kasus rangkaian paralel, arus mengalir di sepanjang cabang, yang meningkatkan konduktivitas rangkaian dan mengurangi hambatan total.Jika beberapa resistor dengan nilai yang sama dihubungkan secara paralel, resistansi total dari rangkaian listrik tersebut akan lebih kecil dari satu resistor dengan jumlah yang sama dengan jumlah resistor dalam rangkaian.
Ada satu resistor di setiap cabang, dan arus listrik dibagi dan divergen ke setiap resistor ketika mencapai titik percabangan, nilai akhirnya sama dengan jumlah arus pada semua resistor. Semua resistor diganti dengan satu resistor setara. Menerapkan hukum Ohm, nilai resistansi menjadi jelas - dengan rangkaian paralel, nilai kebalikan dari resistor ditambahkan.
Pada rangkaian ini nilai arus berbanding terbalik dengan nilai hambatannya. Arus dalam resistor tidak berkorelasi, jadi jika satu resistor dimatikan, yang lain tidak akan terpengaruh dengan cara apa pun. Untuk alasan ini, sirkuit ini digunakan di banyak perangkat.
Mempertimbangkan penerapan rangkaian paralel dalam kehidupan sehari-hari, disarankan untuk memperhatikan sistem pencahayaan apartemen. Semua lampu dan lampu gantung harus dihubungkan secara paralel, dalam hal ini menyalakan dan mematikan salah satunya tidak mempengaruhi pekerjaan lampu lainnya dengan cara apa pun. Jadi, dengan menambahkan mengalihkan dari setiap bohlam menjadi sirkuit cabang, Anda dapat menyalakan dan mematikan lampu yang sesuai sesuai kebutuhan. Semua lampu lainnya beroperasi secara independen.
Semua peralatan listrik terhubung secara paralel ke jaringan listrik 220V, kemudian terhubung ke switchboard. Artinya, semua peralatan terhubung secara independen dari koneksi perangkat lain.
Hukum hubungan seri dan paralel konduktor
Untuk pemahaman praktis yang mendetail tentang kedua jenis sambungan, berikut adalah rumus yang menjelaskan hukum jenis sambungan ini. Perhitungan daya secara paralel dan seri berbeda.
Dalam hubungan seri, ada arus listrik yang sama di semua konduktor:
I = I1 = I2.
Menurut hukum Ohm, jenis koneksi konduktor ini dijelaskan secara berbeda dalam kasus yang berbeda. Jadi, dalam kasus rangkaian seri, tegangannya sama satu sama lain:
U1 = IR1, U2 = IR2.
Selain itu, tegangan total sama dengan jumlah tegangan masing-masing konduktor:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
Resistansi total suatu rangkaian listrik dihitung sebagai jumlah dari resistansi aktif semua konduktor, berapa pun jumlahnya.
Dalam kasus rangkaian paralel, tegangan rangkaian total sama dengan tegangan masing-masing elemen:
U1 = U2 = U.
Dan kekuatan kumulatif arus listrik dihitung sebagai jumlah arus yang ada di semua konduktor secara paralel:
I = I1 + I2.
Untuk memaksimalkan efisiensi jaringan listrik, perlu untuk memahami esensi dari kedua jenis koneksi dan menerapkannya secara bijaksana, menggunakan undang-undang dan menghitung rasionalitas implementasi praktis.
Koneksi campuran konduktor
Sambungan resistansi seri dan paralel dapat digabungkan dalam rangkaian listrik yang sama jika diperlukan. Misalnya, diperbolehkan untuk menghubungkan resistor paralel secara seri ke resistor lain atau kelompoknya, jenis ini dianggap gabungan atau campuran.
Dalam hal ini, resistansi total dihitung dengan memperoleh jumlah nilai untuk sambungan paralel dalam sistem dan untuk sambungan seri. Pertama, resistansi ekivalen dari resistor dalam rangkaian seri harus dihitung, dan kemudian elemen rangkaian paralel. Sambungan seri dianggap sebagai prioritas, dan sirkuit jenis gabungan ini sering digunakan pada peralatan dan perangkat rumah tangga.
Jadi, dengan mempertimbangkan jenis koneksi konduktor di sirkuit listrik dan berdasarkan hukum fungsinya, Anda dapat sepenuhnya memahami esensi dari organisasi sirkuit sebagian besar peralatan rumah tangga.Dengan koneksi paralel dan seri, perhitungan nilai resistansi dan arus berbeda. Mengetahui prinsip-prinsip perhitungan dan formula, Anda dapat menggunakan setiap jenis organisasi sirkuit secara kompeten untuk menghubungkan elemen dengan cara terbaik dan dengan efisiensi maksimum.
Artikel terkait:
