Rangkaian Pembagi Arus: Teori, Rumus, dan Aplikasi Praktis
Jaringan parallel sering disebut pembagi arus karena ia membagi arus pasokan total menjadi pecahan yang dapat diprediksi yang hanya bergantung pada hambatan cabang. Perilaku ini adalah konsekuensi langsung dari Hukum Ohm dan fakta bahwa semua elemen parallel berbagi tegangan yang sama.
Untuk mengilustrasikan, pertimbangkan rangkaian parallel sederhana berikut yang disuplai oleh sumber 6 V. Resistor-nya dilabeli R1, R2, dan R3 dengan nilai yang menghasilkan arus cabang sebesar 6 mA, 2 mA, dan 3 mA, masing-masing.
Karena tegangan di setiap cabang adalah 6 V, arus melalui setiap resistor mengikuti langsung dari Hukum Ohm: I = V / R. Mengisi tabel menghasilkan arus cabang yang ditunjukkan di atas.
Menambahkan arus cabang memberikan arus total yang disuplai oleh sumber:
Menggunakan Hukum Ohm lagi, hambatan total jaringan dihitung sebagai RTotal = V / ITotal = 6 V / 11 mA ≈ 545 Ω. Alternatifnya, menerapkan rumus hambatan paralel pada hambatan individu menghasilkan hasil yang sama.
Perhatikan bagaimana arus melalui setiap resistor berbanding terbalik dengan hambatannya. Misalnya, R1 membawa dua kali arus dari R3 karena memiliki setengah hambatan.
Mengubah tegangan pasokan menskalakan semua arus cabang secara proporsional, tetapi rasio di antara mereka tetap tidak berubah. Bahkan jika tegangan sumber meningkat empat kali, fraksi arus total yang mengalir melalui setiap cabang tetap konstan.
Menguraikan Rumus Pembagi Arus
Dengan menyusun ulang Hukum Ohm untuk satu cabang dan mengakui bahwa tegangan di setiap cabang identik, kita mendapatkan ekspresi ringkas:
Persamaan ini menyatakan bahwa arus melalui resistor Rn sama dengan arus total dikalikan dengan rasio hambatan total jaringan terhadap nilai resistor tersebut. Ini adalah cara cepat untuk menghitung arus cabang manapun ketika arus total dan hambatan diketahui.
Contoh Penggunaan Rumus
Mengulas kembali rangkaian asli, kita dapat menghitung arus cabang langsung dari arus total (11 mA) dan hambatan total (≈545 Ω) tanpa menyelesaikan setiap cabang secara individual:
Membandingkan ini dengan persamaan pembagi tegangan menjelaskan perbedaannya: dalam pembagi tegangan, rasio adalah Rn / RTotal; dalam pembagi arus, rasio adalah RTotal / Rn. Ingat, kedua rasio harus kurang dari satu karena masing-masing mewakili pecahan dari total.
Kapan Menggunakan Rumus Pembagi Arus
Rangkaian pembagi arus sangat penting dalam sistem pengukuran di mana hanya sebagian dari arus beban yang dapat diarahkan dengan aman ke detektor sensitif. Misalnya, dalam rangkaian meter listrik, resistor shunt diukur menggunakan rumus pembagi arus sehingga persentase yang tepat dari arus garis mencapai elemen sensori meter.
Poin Utama
- Jaringan parallel membagi arus total di antara cabang sesuai dengan hambatannya:
In = ITotal · (RTotal / Rn). - Rasio arus antara cabang manapun dan arus total independen dari tegangan sumber.
- Dalam pembagi arus, hambatan total selalu lebih rendah dari hambatan cabang manapun, jadi rasio dalam rumus adalah
RTotal / Rn. - Meter listrik dan perangkat pengukuran lainnya menggunakan prinsip ini untuk menciptakan arus yang terukur dengan akurat untuk sensor.
Pembelajaran Lebih Lanjut
