Resistensi

Sirkuit di bagian sebelumnya bukanlah sirkuit yang sangat praktis. Bahkan, bisa sangat berbahaya untuk membangun (menghubungkan langsung kutub sumber tegangan dengan satu kabel). Alasan bahayanya adalah karena besarnya arus listrik mungkin sangat besar dalam korsleting seperti itu. , dan pelepasan energi mungkin sangat dramatis (biasanya dalam bentuk panas). Biasanya, sirkuit listrik dibuat sedemikian rupa untuk memanfaatkan energi yang dilepaskan secara praktis, dengan cara yang seaman mungkin.

Aliran Arus Melalui Filamen Lampu

Salah satu penggunaan arus listrik yang praktis dan populer adalah untuk pengoperasian penerangan listrik. Bentuk paling sederhana dari lampu listrik adalah "filamen" logam kecil di dalam bola kaca bening, yang bersinar putih-panas ("pijar") dengan energi panas ketika arus listrik yang cukup melewatinya. Seperti baterai, ia memiliki dua titik koneksi konduktif, satu untuk arus masuk dan yang lainnya untuk arus keluar. Terhubung ke sumber tegangan, rangkaian lampu listrik terlihat seperti ini:

Saat arus bekerja melalui filamen logam tipis lampu, ia menghadapi lebih banyak perlawanan terhadap gerakan daripada biasanya di sepotong kawat tebal. Oposisi terhadap arus listrik ini tergantung pada jenis bahan, luas penampang, dan suhunya. Secara teknis dikenal sebagai resistensi . (Dapat dikatakan bahwa konduktor memiliki resistansi yang rendah dan isolator memiliki resistansi yang sangat tinggi.) Resistansi ini berfungsi untuk membatasi jumlah arus yang melalui rangkaian dengan jumlah tegangan yang diberikan oleh baterai, dibandingkan dengan "hubung singkat" di mana kami tidak memiliki apa-apa selain kabel yang menghubungkan salah satu ujung sumber tegangan (baterai) ke ujung lainnya. Ketika arus bergerak melawan oposisi perlawanan, "gesekan" dihasilkan. Sama seperti gesekan mekanis, gesekan yang dihasilkan oleh arus yang mengalir melawan hambatan memanifestasikan dirinya dalam bentuk panas. Hambatan terkonsentrasi dari filamen lampu menghasilkan sejumlah besar energi panas yang hilang pada filamen tersebut. Energi panas ini cukup untuk menyebabkan filamen bersinar putih-panas, menghasilkan cahaya, sedangkan kabel yang menghubungkan lampu ke baterai (yang memiliki resistansi jauh lebih rendah) bahkan hampir tidak menjadi hangat saat mengalirkan jumlah arus yang sama. Seperti dalam kasus hubung singkat, jika kontinuitas rangkaian terputus di sembarang titik, aliran arus berhenti di seluruh rangkaian. Dengan lampu terpasang, ini berarti lampu akan berhenti menyala:

Seperti sebelumnya, tanpa aliran arus, seluruh potensi (tegangan) baterai tersedia di seluruh pemutusan, menunggu kesempatan koneksi untuk menjembatani pemutusan itu dan mengizinkan aliran arus lagi. Kondisi ini dikenal sebagai sirkuit terbuka , di mana pemutusan kontinuitas rangkaian mencegah arus di seluruh. Yang diperlukan hanyalah satu pemutusan kontinuitas untuk "membuka" sirkuit. Setelah pemutusan terhubung sekali lagi dan kontinuitas sirkuit dibangun kembali, ini dikenal sebagai sirkuit tertutup .

Dasar untuk Mengalihkan Lampu

Apa yang kita lihat di sini adalah dasar untuk menyalakan dan mematikan lampu dengan sakelar jarak jauh. Karena setiap pemutusan kontinuitas rangkaian mengakibatkan penghentian arus di seluruh rangkaian, kita dapat menggunakan perangkat yang dirancang untuk memutus kontinuitas itu dengan sengaja (disebut saklar ), dipasang di lokasi yang nyaman tempat kita dapat menjalankan kabel, untuk mengontrol aliran arus di sirkuit:

Beginilah cara sakelar yang dipasang di dinding rumah dapat mengontrol lampu yang dipasang di lorong panjang, atau bahkan di ruangan lain, jauh dari sakelar. Sakelar itu sendiri dibuat dari sepasang kontak konduktif (biasanya terbuat dari beberapa jenis logam) yang dipaksakan bersama oleh aktuator tuas mekanis atau tombol tekan. Ketika kontak menyentuh satu sama lain, arus dapat mengalir dari satu ke yang lain dan kontinuitas rangkaian dibuat. Ketika kontak dipisahkan, aliran arus dari satu ke yang lain dicegah oleh isolasi udara antara, dan kontinuitas sirkuit terputus.

Sakelar Pisau

Mungkin jenis sakelar terbaik untuk menunjukkan ilustrasi prinsip dasarnya adalah sakelar "pisau":

Sakelar pisau tidak lebih dari tuas konduktif, bebas berputar pada engsel, bersentuhan fisik dengan satu atau lebih titik kontak stasioner yang juga konduktif. Sakelar yang ditunjukkan pada ilustrasi di atas dibuat di atas dasar porselen (bahan isolasi yang sangat baik), menggunakan tembaga (konduktor yang sangat baik) untuk "pisau" dan titik kontak. Pegangannya terbuat dari plastik untuk melindungi tangan operator dari bilah konduktif sakelar saat membuka atau menutupnya. Berikut adalah jenis sakelar pisau lainnya, dengan dua kontak stasioner, bukan satu:

Sakelar pisau khusus yang ditunjukkan di sini memiliki satu "pisau" tetapi dua kontak stasioner, yang berarti dapat membuat atau memutus lebih dari satu sirkuit. Untuk saat ini, ini tidak terlalu penting untuk diperhatikan, hanya konsep dasar tentang apa itu sakelar dan cara kerjanya. Sakelar pisau sangat bagus untuk menggambarkan prinsip dasar cara kerja sakelar, tetapi sakelar ini menghadirkan masalah keamanan yang berbeda saat digunakan di sirkuit listrik berdaya tinggi. Konduktor yang terbuka di sakelar pisau membuat kontak yang tidak disengaja dengan sirkuit menjadi kemungkinan yang berbeda, dan percikan apa pun yang mungkin terjadi antara bilah yang bergerak dan kontak stasioner bebas untuk menyalakan bahan mudah terbakar di dekatnya. Sebagian besar desain sakelar modern memiliki konduktor bergerak dan titik kontak yang disegel di dalam kotak isolasi untuk mengurangi bahaya ini. Foto beberapa jenis sakelar modern menunjukkan bagaimana mekanisme sakelar jauh lebih tersembunyi daripada dengan desain pisau:

Sirkuit Terbuka dan Tertutup

Sesuai dengan terminologi sirkuit "terbuka" dan "tertutup", sakelar yang membuat kontak dari satu terminal sambungan ke terminal sambungan lainnya (contoh:sakelar pisau dengan bilah yang sepenuhnya menyentuh titik kontak stasioner) memberikan kontinuitas arus yang mengalir melalui dan disebut tertutup mengalihkan. Sebaliknya, sakelar yang memutus kontinuitas (contoh:sakelar pisau dengan bilah tidak menyentuh titik kontak stasioner) tidak akan membiarkan arus melewatinya dan disebut terbuka mengalihkan. Terminologi ini sering membingungkan mahasiswa baru elektronika karena kata "terbuka" dan "tertutup" umumnya dipahami dalam konteks pintu, di mana "terbuka" disamakan dengan jalan bebas dan "tertutup" dengan penyumbatan. Dengan sakelar listrik, istilah ini memiliki arti yang berlawanan:"terbuka" berarti tidak ada aliran, sedangkan "tertutup" berarti aliran arus listrik yang bebas.

TINJAUAN:

• Resistensi adalah ukuran perlawanan terhadap arus listrik.
• Sebuah korsleting adalah rangkaian listrik yang menawarkan sedikit atau tidak ada hambatan terhadap aliran arus. Hubungan arus pendek berbahaya dengan sumber daya tegangan tinggi karena arus tinggi yang dihadapi dapat menyebabkan sejumlah besar energi panas dilepaskan.
• Sebuah sirkuit terbuka adalah salah satu di mana kontinuitas telah terputus oleh gangguan di jalur untuk arus mengalir.
• Sebuah sirkuit tertutup adalah salah satu yang lengkap, dengan kontinuitas yang baik di seluruh.
• Perangkat yang dirancang untuk membuka atau menutup sirkuit dalam kondisi terkendali disebut sakelar .
• Istilah “terbuka” dan “ditutup” merujuk ke sakelar serta seluruh sirkuit. Sakelar terbuka adalah sakelar tanpa kontinuitas:arus tidak dapat mengalir melaluinya. Sakelar tertutup adalah sakelar yang menyediakan jalur langsung (resistensi rendah) untuk arus mengalir.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Switch
• Resistor
• Tegangan, Arus, dan Resistansi

Coba . kami Kalkulator Resistensi di . kami Alat bagian.