Di halaman ini, kami akan menjelaskan tiga prinsip yang harus Anda pahami terkait rangkaian seri:
Mari kita lihat beberapa contoh rangkaian seri yang menunjukkan prinsip-prinsip ini.
Kita akan mulai dengan rangkaian seri yang terdiri dari tiga resistor dan satu baterai:
Prinsip pertama yang harus dipahami tentang rangkaian seri adalah sebagai berikut:
Jumlah arus dalam rangkaian seri adalah sama melalui setiap komponen dalam rangkaian.
Ini karena hanya ada satu jalur untuk aliran arus dalam rangkaian seri. Karena muatan listrik mengalir melalui konduktor seperti kelereng dalam tabung, laju aliran (kecepatan marmer) pada setiap titik di sirkuit (tabung) pada titik waktu tertentu harus sama.
Dari susunan baterai 9 volt, kita dapat mengetahui bahwa arus pada rangkaian ini akan mengalir searah jarum jam, dari titik 1 ke 2 ke 3 ke 4 dan kembali ke 1. Namun, kita memiliki satu sumber tegangan. dan tiga resistensi. Bagaimana kita menggunakan Hukum Ohm di sini?
Sebuah peringatan penting untuk Hukum Ohm adalah bahwa semua kuantitas (tegangan, arus, hambatan, dan daya) harus berhubungan satu sama lain dalam hal dua titik yang sama dalam suatu rangkaian. Kita dapat melihat konsep ini beraksi dalam contoh rangkaian resistor tunggal di bawah ini.
Dengan baterai tunggal, sirkuit resistor tunggal, kita dapat dengan mudah menghitung kuantitas apa pun karena semuanya diterapkan pada dua titik yang sama di sirkuit:
Karena titik 1 dan 2 dihubungkan bersama dengan kawat dengan hambatan yang dapat diabaikan, seperti halnya titik 3 dan 4, kita dapat mengatakan bahwa titik 1 secara elektrik sama dengan titik 2, dan titik 3 secara elektrik sama dengan titik 4. Karena kita tahu bahwa kita memiliki 9 volt gaya gerak listrik antara titik 1 dan 4 (langsung melintasi baterai), dan karena titik 2 sama dengan titik 1 dan titik 3 sama dengan titik 4, kita juga harus memiliki 9 volt antara titik 2 dan 3 (langsung melintasi resistor).
Oleh karena itu, kita dapat menerapkan Hukum Ohm (I =E/R) pada arus yang melalui resistor, karena kita mengetahui tegangan (E) pada resistor dan hambatan (R) resistor tersebut. Semua istilah (E, I, R) berlaku untuk dua titik yang sama dalam rangkaian, untuk resistor yang sama, sehingga kita dapat menggunakan rumus Hukum Ohm tanpa syarat.
Dalam rangkaian yang mengandung lebih dari satu resistor, kita harus berhati-hati dalam menerapkan Hukum Ohm. Dalam rangkaian contoh tiga resistor di bawah ini, kita tahu bahwa kita memiliki 9 volt antara titik 1 dan 4, yang merupakan jumlah gaya gerak listrik yang menggerakkan arus melalui kombinasi seri R1 , R2 , dan R3 . Namun, kami tidak dapat mengambil nilai 9 volt dan membaginya dengan 3k, 10k, atau 5k untuk mencoba menemukan nilai arus, karena kami tidak tahu berapa tegangan yang melintasi salah satu resistor tersebut, satu per satu.
Angka 9 volt adalah total kuantitas untuk seluruh rangkaian, sedangkan angka 3k, 10k, dan 5k adalah individu besaran untuk masing-masing resistor. Jika kita memasukkan angka untuk tegangan total ke dalam persamaan Hukum Ohm dengan angka untuk resistansi individu, hasilnya tidak akan berhubungan secara akurat dengan kuantitas apa pun di rangkaian sebenarnya.
Untuk R1 , Hukum Ohm akan menghubungkan jumlah tegangan pada R1 dengan arus melalui R1 , diberikan R1 perlawanan, 3kΩ:
Namun, karena kita tidak mengetahui tegangan pada R1 (hanya tegangan total yang disuplai oleh baterai pada kombinasi seri tiga resistor) dan kami tidak mengetahui arus melalui R1 , kami tidak dapat melakukan perhitungan apa pun dengan salah satu rumus. Hal yang sama berlaku untuk R2 dan R3 :kita dapat menerapkan persamaan Hukum Ohm jika dan hanya jika semua suku mewakili besaran masing-masing antara dua titik yang sama dalam rangkaian.
Jadi apa yang bisa kita lakukan? Kita mengetahui tegangan sumber (9 volt) yang diterapkan pada kombinasi seri R1 , R2 , dan R3 , dan kita mengetahui hambatan masing-masing resistor, tetapi karena besaran tersebut tidak dalam konteks yang sama, kita tidak dapat menggunakan Hukum Ohm untuk menentukan arus rangkaian. Kalau saja kita tahu berapa total resistansi adalah untuk rangkaian:maka kita dapat menghitung total saat ini dengan angka kami untuk total tegangan (I=E/R).
Ini membawa kita ke prinsip kedua rangkaian seri:
Hambatan total dari setiap rangkaian seri sama dengan jumlah dari masing-masing hambatan.
Ini seharusnya masuk akal secara intuitif:semakin banyak resistor seri yang harus dilalui arus, semakin sulit arus mengalir.
Dalam contoh soal, kami memiliki resistor 3 kΩ, 10 k, dan 5 kΩ secara seri, memberi kami resistansi total 18 kΩ:
Intinya, kami telah menghitung resistansi setara R1 , R2 , dan R3 digabungkan. Mengetahui hal ini, kita dapat menggambar ulang rangkaian dengan resistor ekivalen tunggal yang mewakili kombinasi seri R1 , R2 , dan R3 :
Sekarang kita memiliki semua informasi yang diperlukan untuk menghitung arus rangkaian karena kita memiliki tegangan antara titik 1 dan 4 (9 volt) dan hambatan antara titik 1 dan 4 (18 kΩ):
Mengetahui bahwa arus sama melalui semua komponen rangkaian seri (dan kita baru saja menentukan arus yang melalui baterai), kita dapat kembali ke skema rangkaian asli dan mencatat arus melalui setiap komponen:
Sekarang kita mengetahui jumlah arus yang melalui setiap resistor, kita dapat menggunakan Hukum Ohm untuk menentukan penurunan tegangan pada masing-masing resistor (menerapkan Hukum Ohm dalam konteks yang tepat):
Perhatikan tegangan turun di setiap resistor, dan bagaimana jumlah tegangan turun (1,5 + 5 + 2,5) sama dengan tegangan baterai (suplai):9 volt.
Ini adalah prinsip ketiga rangkaian seri:
Tegangan suplai dalam rangkaian seri sama dengan jumlah penurunan tegangan individu.
Namun, metode yang baru saja kami gunakan untuk menganalisis rangkaian seri sederhana ini dapat disederhanakan untuk pemahaman yang lebih baik. Dengan menggunakan tabel untuk mencantumkan semua tegangan, arus, dan hambatan dalam rangkaian, menjadi sangat mudah untuk melihat besaran mana yang dapat dihubungkan dengan benar dalam persamaan Hukum Ohm:
Aturan dengan tabel seperti itu adalah menerapkan Hukum Ohm hanya untuk nilai dalam setiap kolom vertikal. Misalnya, ER1 hanya dengan IR1 dan R1; ER2 hanya dengan IR2 dan R2; dll. Anda memulai analisis Anda dengan mengisi elemen-elemen tabel yang diberikan kepada Anda dari awal:
Seperti yang Anda lihat dari susunan data, kami tidak dapat menerapkan 9 volt ET (tegangan total) ke salah satu resistansi (R1 , R2 , atau R3 ) dalam rumus Hukum Ohm apa pun karena keduanya berada di kolom yang berbeda. Tegangan baterai 9 volt tidak diterapkan langsung di seluruh R1 , R2 , atau R3 . Namun, kita dapat menggunakan "aturan" rangkaian seri untuk mengisi titik-titik kosong pada baris horizontal. Dalam hal ini, kita dapat menggunakan aturan rangkaian hambatan untuk menentukan hambatan total dari jumlah resistensi individu:
Sekarang, dengan nilai resistansi total yang dimasukkan ke kolom paling kanan (“Total”), kita dapat menerapkan Hukum Ohm I=E/R pada tegangan total dan resistansi total untuk mendapatkan arus total 500 A:
Kemudian, mengetahui bahwa arus dibagi secara merata oleh semua komponen rangkaian seri ("aturan" lain dari rangkaian seri), kita dapat mengisi arus untuk setiap resistor dari gambar arus yang baru saja dihitung:
Terakhir, kita dapat menggunakan Hukum Ohm untuk menentukan penurunan tegangan pada setiap resistor, satu kolom pada satu waktu:
Hanya untuk bersenang-senang, kita dapat menggunakan komputer untuk menganalisis rangkaian yang sama ini secara otomatis. Ini akan menjadi cara yang baik untuk memverifikasi perhitungan kita dan juga menjadi lebih akrab dengan analisis komputer. Pertama, kita harus mendeskripsikan rangkaian ke komputer dalam format yang dapat dikenali oleh perangkat lunak.
Program SPICE yang akan kita gunakan mengharuskan semua titik unik secara elektrik dalam rangkaian diberi nomor, dan penempatan komponen dipahami dengan titik mana dari titik bernomor itu, atau "simpul", yang mereka bagikan. Untuk kejelasan, saya memberi nomor empat sudut dari rangkaian contoh kita 1 hingga 4. SPICE, bagaimanapun, menuntut agar ada titik nol di suatu tempat di sirkuit, jadi saya akan menggambar ulang sirkuit, mengubah skema penomoran sedikit:
Semua yang telah saya lakukan di sini adalah memberi nomor ulang pada sudut kiri bawah sirkuit 0, bukan 4. Sekarang, saya dapat memasukkan beberapa baris teks ke dalam file komputer yang menjelaskan sirkuit dalam istilah yang akan dimengerti SPICE, lengkap dengan beberapa baris kode tambahan yang mengarahkan program untuk menampilkan data tegangan dan arus untuk kesenangan menonton kita. File komputer ini dikenal sebagai netlist dalam terminologi SPICE:
Sekarang, yang harus saya lakukan adalah menjalankan program SPICE untuk memproses netlist dan menampilkan hasilnya:
Hasil cetak ini memberi tahu kita bahwa tegangan baterai adalah 9 volt, dan tegangan turun pada R1 , R2 , dan R3 masing-masing adalah 1,5 volt, 5 volt, dan 2,5 volt. Penurunan tegangan di setiap komponen di SPICE direferensikan oleh nomor simpul yang terletak di antara komponen, jadi v(1,2) merujuk tegangan antara simpul 1 dan 2 di sirkuit, yang merupakan titik di antaranya R1 berada.
Urutan nomor simpul penting:ketika SPICE mengeluarkan angka untuk v(1,2), ia menganggap polaritas dengan cara yang sama seperti jika kita memegang voltmeter dengan kabel uji merah pada simpul 1 dan kabel uji hitam pada simpul 2. Kami juga memiliki tampilan yang menunjukkan arus (walaupun dengan nilai negatif) pada 0,5 miliampere atau 500 mikroampere. Jadi analisis matematis kami telah dibuktikan oleh komputer. Angka ini muncul sebagai angka negatif dalam analisis SPICE, karena keanehan dalam cara SPICE menangani perhitungan saat ini.
Singkatnya, rangkaian seri didefinisikan sebagai hanya memiliki satu jalur yang dapat dilalui arus. Dari definisi ini, tiga aturan rangkaian seri mengikuti:semua komponen berbagi arus yang sama; resistensi menambah sama besar, resistensi total; dan penurunan tegangan menambah tegangan total yang lebih besar. Semua aturan ini menemukan akar dalam definisi rangkaian seri. Jika Anda memahami definisi itu sepenuhnya, maka aturannya tidak lebih dari catatan kaki untuk definisi tersebut.
TINJAUAN:
Coba . kami Kalkulator Hukum Ohm di . kami Alat bagian.
LEMBAR KERJA TERKAIT:
Teknologi Industri
Resonansi di Sirkuit Tangki Kondisi resonansi akan dialami dalam rangkaian tangki ketika reaktansi kapasitor dan induktor sama satu sama lain. Karena reaktansi induktif meningkat dengan meningkatnya frekuensi dan reaktansi kapasitif menurun dengan meningkatnya frekuensi, hanya akan ada satu frekuen
Bagaimana Cara Menghubungkan Titik Lampu dalam Rangkaian? Dalam tutorial pemasangan kabel listrik dasar hari ini, kami akan menunjukkan cara menyambungkan titik pencahayaan pada indukan . Meskipun, kita tahu bahwa sambungan seri untuk kabel rumah tangga seperti kipas, sakelar, bola lampu, dll. buka
Memahami bagaimana sirkuit dibuat, memberi kita pemahaman yang lebih baik tentang sirkuit itu sendiri. Sirkuit adalah kumpulan perangkat yang saling berhubungan yang memungkinkan sinyal listrik mengalir di antaranya. Sirkuit ada di mana-mana, dari sirkuit kecil dan sederhana seperti yang ada di rem
Di Sirkuit Terpadu, Tanpa perlu berdebat tentang hal ini, kami memahami dengan benar betapa pentingnya bernafas untuk kelangsungan hidup. Ya! Begitulah hubungan sirkuit terpadu dengan kemajuan abad ini. Sirkuit terintegrasi telah mengalami banyak peningkatan yang diperlukan untuk pembuatan PCB, yan
