Menguasai Diagram Rangkaian Resistor: Panduan Ahli untuk Koneksi Seri, Parallel, dan Hybrid
Tentang Diagram Rangkaian Resistor, Resistor adalah salah satu komponen elektronik paling kritis dari sebuah perangkat elektronik. Mereka adalah komponen pasif yang membatasi aliran arus, memberikan penurunan tegangan tertentu, dan bertindak sebagai beban listrik untuk rangkaian.
Anda dapat membuat konfigurasi resistor dengan berbagai cara untuk mencapai tujuan ini. Ada tiga tipe utama resistor dalam koneksi seri, resistor dalam koneksi paralel, dan kombinasi resistor dalam koneksi seri dan paralel.
Artikel ini akan membahas ketiga tipe tersebut dengan diagram yang menunjukkan cara kerjanya! Mari kita mulai!
- Resistor dalam koneksi seri
Resistor dalam koneksi seri memiliki dua atau lebih resistor yang terhubung ujung-ke-ujung dengan tegangan yang sama di seluruhnya.
Cara koneksi seri resistor
Hubungkan ujung setiap resistor ke sumber output daya, asumsi kawat memiliki resistansi yang bisa diabaikan. Resistor dalam seri, jadi jika satu memiliki resistansi R1, resistor lain juga memiliki resistansi R2. Total resistansi adalah jumlah nilai resistor individual; dalam hal ini, kita menggunakan Hukum Ohm untuk perhitungan.
Hukum Ohm dalam rangkaian resistansi seri
Hukum Ohm menyatakan bahwa arus secara langsung proporsional terhadap tegangan di antara dua titik konduktor apa pun. Dalam kasus kami, resistor.
Dalam diagram di bawah ini, kita memiliki rangkaian sederhana dengan koneksi seri resistor. Resistor pertama memiliki nilai resistansi R1, dan resistor kedua memiliki R2.
Menurut Hukum Ohm; V=IR
V = I * R_t
Dimana R_t di sini adalah resistansi efektif kami dari resistor yang terhubung dalam rangkaian. Tegangan sumber (V) di seluruh rangkaian resistor sama dengan tegangan. Selain itu, resistor dalam seri, jadi mereka memiliki penurunan potensial yang sama. Kita dapat menggunakan Hukum Ohm untuk menemukan nilai ini juga.
Arus dan daya dalam rangkaian seri
(Rangkaian resistor seri)
Dalam rangkaian resistor seri, total arus (I) sama di antara semua resistor. Artinya, arus yang melalui resistor_1 adalah arus yang sama yang akan melewati resistor_2. Juga, output arus sama dengan yang disediakan oleh baterai. Penting, jika Anda menambahkan lebih banyak resistor ke rangkaian, nilai arusnya berkurang di seluruh jalur. Itu karena resistor sama-sama membagi jumlah arus meski perbedaan resistansinya.
Jadi, arus; I_t = I_1=I_2.
Demikian pula, Arus, I juga =V/Rt
Dengan kata lain, tegangan baterai yang diterapkan(V), dibagi oleh resistansi efektif(Rt).
Daya diberikan oleh rumus; P=V*I
Dalam rangkaian seri, beda potensial yang diterapkan adalah jumlah total tegangan individual di seluruh setiap resistor.
Oleh karena itu, saat menghitung daya listrik; P=V_total*I_total
Resistansi efektif dalam rangkaian seri
Resistansi ekuivalen adalah jumlah resistansi yang diperlukan oleh satu resistor untuk sama dengan efek keseluruhan dari kumpulan resistor yang ada dalam jalur.
Dalam rangkaian seri sederhana, total resistansi sama dengan jumlah nilai resistor individual. Untuk mengklarifikasi, tambahkan nilai resistor. Namun, resistor juga memiliki penurunan potensial yang sama. Contohnya, dalam rangkaian di atas, persamaan resistansi efektif adalah sebagai berikut:
Rtotal = R1 + R2 + R3
R_t = 5Ω+ 10Ω+ 5Ω= 20Ω
Contoh aplikasi
Pembatas Arus LED
(Diagram Rangkaian Pembatas Arus LED)
LED memiliki rating arus yang berbeda; oleh karena itu, masing-masing memerlukan Arus sama dengan atau kurang dari ratingnya. Jika tidak, mereka akan rusak atau hancur jika ada terlalu banyak arus yang melewati rangkaian. Itu berbahaya dan dapat mengakibatkan kerusakan komponen atau lebih buruk: kebakaran! Oleh karena itu, sebaiknya gunakan koneksi resistor seri untuk melindungi rangkaian listrik Anda. Resistor seri membatasi penurunan tegangan maksimum di seluruh LED, yang menjaga agar tetap berjalan dalam kondisi operasinya yang aman!
Resistor dalam Koneksi Paralel
Untuk resistor dalam koneksi paralel, satu ujung semua resistor terhubung melalui kawat umum. Demikian pula, semua ujung lainnya terhubung melalui kawat umum.
Cara koneksi paralel resistor
(Diagram resistor yang terhubung dalam paralel)
Dalam contoh di atas, kita memiliki rangkaian sederhana dengan koneksi paralel resistor. Menghubungkan resistor dalam paralel berbeda karena ujung setiap resistor tidak terhubung ke sumber daya, dan alih-alih, mereka berbagi satu titik sebagai koneksi bersama mereka. Juga, asumsikan kawat memiliki resistansi yang bisa diabaikan.
Diagram Rangkaian Resistor– Hukum Ohm dalam rangkaian resistansi paralel
Kita menggunakan Hukum Ohm untuk menemukan Arus individual yang mengalir melalui setiap resistor dalam paralel. Itu karena penurunan potensial sama di seluruh setiap resistor. Dalam kasus di mana output tegangan konstan di seluruh setiap resistor, arus I=V/R
Diagram Rangkaian Resistor– Arus dan daya dalam rangkaian paralel
Untuk resistor dalam konfigurasi rangkaian paralel, penurunan tegangan di seluruh cabang paralel sama. Juga, arus yang mengalir di seluruh rangkaian sama dengan jumlah Arus individual yang mengalir melalui setiap resistor. Namun, jika Anda menambahkan lebih banyak resistor ke rangkaian, total resistansi rangkaian berkurang.
(Pemecahan arus dalam koneksi paralel)
Karena total Arus yang dibagi terbagi di seluruh setiap resistor.
Jadi, terapkan persamaan arus I_t=I_1+I_2
Artinya, total arus yang mengalir dalam rangkaian sama dengan jumlah arus terpecah yang mengalir melalui resistor.
Total daya yang disipasi oleh resistor ditemukan menggunakan P=VI. Dimana I adalah total arus dalam ampere dan V adalah tegangan di seluruh setiap resistor dalam paralel. Resistor dengan resistansi paling signifikan menerima Arus terendah, sementara resistor dengan resistansi individual paling kecil menerima Arus tertinggi.
Oleh karena itu; P=VI
P = (I_1 + I_2) * V
Jadi, untuk setiap resistor, Resistor R_1 I1= V1/R1. Resistor R_2 I2= V2/R2
Resistansi efektif dalam rangkaian paralel
Diagram di bawah ini membantu menjelaskan cara menemukan resistansi efektif dalam rangkaian paralel.
(Diagram skematik menjelaskan resistansi efektif)
Untuk menghitung resistansi ekuivalen, kita perlu memahami aturan simpul menurut hukum loop Kirchhoff. Total resistansi dalam konfigurasi rangkaian paralel adalah invers dari jumlah semua invers resistansi. Artinya; jika Anda memiliki dua resistor dalam koneksi paralel, perhitungan resistansi praktis menjadi;
Persamaan rangkaian adalah sebagai berikut;
Karena arus terpecah di simpul, menurut aturan loop, maka I=I1+I2
Dan, karena V=I1R1 dan I1R1=I2R2
Kemudian, Arus, I =I_1+ I_2
=V1/R1+ V2/R2
Tetapi V sama =V/R1+ V/R2
= V[ 1/R1+ 1/R2] =V/Req
1/Req= 1/R1+ 1/R2
Juga, Eq Resistance Req=[1/R1+ 1/R2]⁻¹
Kombinasi Resistor dalam Koneksi Seri dan Paralel
Dalam kombinasi resistor, beberapa resistor dalam konfigurasi seri sementara yang lain dalam struktur paralel.
Penting, ini lebih kompleks untuk dipahami. Konsep utama dalam menemukan resistansi dalam rangkaian kombinasi adalah mengubah seluruh jalur menjadi rangkaian koneksi seri. Ini dilakukan dengan cepat dengan menerapkan pemahaman resistansi ekuivalen dalam rangkaian paralel ke seluruh rangkaian gabungan.
Diagram Rangkaian Resistor– Cara menggabungkan resistor dalam seri dan paralel
(Rangkaian kombinasi resistor)
Menggabungkan resistor dalam seri dan paralel cukup sederhana. Pertama, yang perlu Anda lakukan adalah menghubungkan R2&R3 dalam paralel. Kemudian, klik ujung setiap resistor untuk membuat node. Sekarang, tambahkan resistor lain, R1, ke node yang menghubungkan, seperti diagram di atas. Terakhir, hubungkan ujung kawat ke sumber daya. Total resistansi adalah jumlah nilai setiap resistor; dalam hal ini, gunakan Hukum Ohm untuk perhitungan.
Diagram Rangkaian Resistor– Arus dan daya dalam kombinasi rangkaian resistor seri dan paralel
Total Arus adalah jumlah semua arus individual, dan begitu pula daya. Jika beberapa resistor dalam paralel, mereka akan berbagi sumber tegangan output umum. Penting, ini mengasumsikan memiliki resistansi internal yang bisa diabaikan. Ini juga berarti bahwa tegangan di seluruh setiap resistor akan lebih kecil dari jika dalam seri.
(Resistor dalam seri dan paralel)
Jika Anda memiliki kombinasi resistor baik dalam seri maupun paralel, Anda harus menggunakan berbagai pembagian tegangan dan arus. Ingat, mereka adalah koneksi kompleks untuk dipahami.
Gunakan bentuk gabungan Hukum Ohm untuk menemukan arus output total, di mana I=V/R_total.
Ini berarti bahwa resistor yang terhubung membagi Arus di antara mereka.
Total daya sama seperti dalam seri, tetapi setiap resistor dissipasi lebih sedikit arus dan tegangan.
P=VI = (Vsource/R_total) * I
Diagram Rangkaian Resistor– Resistansi efektif dalam rangkaian seri dan paralel
(Kombinasi rangkaian resistor seri dan paralel)
Resistansi ekuivalen dari kombinasi resistor tergantung pada nilai mereka dan bagaimana koneksi dibuat. Oleh karena itu, total resistansi dalam berbagai rangkaian resistor seri dan paralel ditemukan menggunakan Hukum Ohm.
Pertama, R_total = Req(Series) + Req(Parallel)
Kemudian, Req parallel= Req₂₃=(1/R2+ 1/R3)⁻¹
=(1/10Ω+ 1/10Ω)⁻¹ = 5Ω
Selanjutnya, resistor 2 dan 3, yang dalam paralel, sekarang dalam seri dengan R1.
Jadi, R-total=Req(series) +Req(Parallel)
Rt= 5 Ω+ 5Ω= 10Ω.
Menggabungkan resistor dalam seri dan paralel membantu mengontrol arus sambil membatasi penurunan potensial di seluruh beban listrik.
Diagram Rangkaian Resistor–Contoh aplikasi
(Diagram rangkaian kulkas)
Dalam rangkaian kulkas, kombinasi rangkaian resistor ada. Dalam diagram di atas, saat pintu kulkas dibuka, lampu menjadi redup. Itu karena motor kulkas menarik sejumlah besar arus. Akibatnya, lampu menerima daya rendah sehingga menjadi gelap karena R1 dalam rangkaian mengalami penurunan tegangan yang besar. Kombinasi resistor membantu membatasi jumlah arus maksimum yang melewati rangkaian. Pada saat yang sama, mereka memberikan penurunan potensial spesifik di seluruh beban listrik.
Ringkasan
Simpulan, kita telah membahas tiga tipe paling umum dari diagram rangkaian resistor. Kami berharap sekarang Anda memiliki pemahaman yang lebih baik tentang berbagai tipe koneksi dan cara kerjanya.
Sekarang Anda dapat merancang rangkaian resistor Anda sendiri! Jika Anda memiliki pertanyaan lebih lanjut tentang cara melakukannya, silakan hubungi kami.
