Tegangan dan Arus dalam Rangkaian Praktis

Karena dibutuhkan energi untuk memaksa muatan mengalir melawan oposisi resistansi, akan ada tegangan yang dimanifestasikan (atau "turun") antara titik mana pun dalam rangkaian dengan resistansi di antaranya.

Penting untuk dicatat bahwa meskipun jumlah arus (yaitu, jumlah muatan yang bergerak melewati suatu titik tertentu setiap detik) adalah seragam dalam rangkaian sederhana, jumlah tegangan (energi potensial per satuan muatan) antara set titik yang berbeda dalam satu sirkuit dapat sangat bervariasi:

Ambil sirkuit ini sebagai contoh. Jika kita memberi label empat titik dalam rangkaian ini dengan angka 1, 2, 3, dan 4, kita akan menemukan bahwa besar arus yang dihantarkan melalui kawat antara titik 1 dan 2 sama persis dengan jumlah arus yang dihantarkan melalui lampu. (antara poin 2 dan 3). Kuantitas arus yang sama ini melewati kabel antara titik 3 dan 4, dan melalui baterai (antara titik 1 dan 4).

Namun, kita akan menemukan bahwa tegangan yang muncul di antara dua titik ini berbanding lurus dengan resistansi dalam jalur konduktif antara dua titik tersebut, mengingat jumlah arus di sepanjang bagian mana pun dari jalur sirkuit adalah sama (yang, untuk sirkuit sederhana ini).

Dalam rangkaian lampu normal, hambatan lampu akan jauh lebih besar daripada hambatan kabel penghubung, jadi kita akan melihat sejumlah besar tegangan antara titik 2 dan 3, dengan sangat sedikit antara titik 1 dan 2, atau antara 3 dan 4. Tegangan antara titik 1 dan 4, tentu saja, akan menjadi jumlah "kekuatan" penuh yang ditawarkan oleh baterai, yang hanya akan sedikit lebih besar daripada tegangan pada lampu (antara titik 2 dan 3).

Ini, sekali lagi, analog dengan sistem penampungan air:

Antara titik 2 dan 3, dimana air yang jatuh melepaskan energi pada kincir air, terdapat perbedaan tekanan antara kedua titik tersebut, yang mencerminkan pertentangan aliran air melalui kincir air. Dari titik 1 ke titik 2, atau dari titik 3 ke titik 4, di mana air mengalir bebas melalui reservoir dengan sedikit perlawanan, ada sedikit atau tidak ada perbedaan tekanan (tidak ada energi potensial). Namun, laju aliran air dalam sistem kontinu ini sama di mana-mana (dengan asumsi ketinggian air di kolam dan waduk tidak berubah):melalui pompa, melalui kincir air, dan melalui semua pipa.

Demikian pula dengan rangkaian listrik sederhana:aliran arus sama di setiap titik dalam rangkaian, meskipun tegangan mungkin berbeda di antara rangkaian titik yang berbeda.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Sirkuit Dasar