Perlu diketahui bahwa listrik memerlukan sebuah sistem yang bernama rangkaian listrik. Rangkaian listrik jika diklasifikasikan menurut susunannya dibagi menjadi dua, yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel.
Kedua jenis rangkaian listrik ini pastinya mempunyai ciri-ciri dan fungsi yang berbeda, sehingga penerapannya pun akan berbeda. Namun, dalam artikel kali ini akan membahas tentang rangkaian listrik seri terlebih dahulu.
Apa itu Rangkaian Seri?
Rangkaian listrik seri yaitu rangkaian yang disusun dengan cara berurutan, sejajar, atau berderet. Komponen yang terdapat dalam rangkaian ini disusun melalui satu jalur. Oleh karena itu, semua komponen yang terdapat di dalamnya bisa dialiri arus listrik.
Umumnya, rangkaian ini kerap kali berupa rangkaian tunggal, yang mana rangkaian ini akan membiarkan arus listrik mengalir dari sumber tegangan melalui tiap bagian, lalu kembali menuju ke sumber tegangannya.
Dalam rangkaian jenis ini, tiap titik yang ada di sepanjang rangkaian, besarnya kuat arus yang mengalir selalu sama. Nilai hambatan akan besar apabila suatu hambatan dirangkai secara seri.
Hambatan yang terdapat dalam rangkaian ini mempunyai fungsi tertentu, yakni bisa memperbesar hambatan sebagai pembagi tegangan.
Sederhananya, rangkaian seri adalah rangkaian listrik yang disusun dengan hanya memakai satu jalur saja. Akibatnya, apabila salah satu jalur terputus, maka semua komponen elektronik yang lainnya juga ikut terputus.
Selain itu, apabila memasang lampu dengan menggunakan rangkaian listrik jenis ini, maka nyala lampu yang dihasilkan tidak begitu terang. Hal ini disebabkan karena lampu memerlukan arus listrik yang cukup besar, terlebih jika terdapat banyak lampu.
Prinsip kerja rangkaian listrik ini yaitu apabila rangkaian listrik ini diberi dua lampu, lalu terdapat salah satu sakelar dimatikan, maka kedua lampu tersebut akan mati.
Ciri-Ciri Rangkaian Seri
Ada beberapa ciri rangkaian listrik seri, yaitu:
- Rangkaiannya jauh lebih sederhana karena hanya menggunakan satu jalur saja untuk melewatkan arus listriknya.
- Semua komponen yang terdapat dalam rangkaian ini disusun dalam satu deret.
- Tidak ada percabangan arus.
- Arus listrik yang mengalir di setiap komponen memiliki besar yang sama.
- Tegangan yang terdapat di setiap komponen tergantung dari nilai resistor.
- Menghasilkan hambatan pengganti yang lebih besar jika dibanding dengan nilai resistor terbesar.
- Apabila terdapat beban listrik yang terputus, maka semua aliran akan ikut terputus.
- Turun dan naiknya arus disebabkan oleh beban listrik yang terhubung.
- Tidak membutuhkan banyak kabel atau penghantar listrik sebagai penyusun rangkaian.
- Mempunyai hambatan yang cukup besar.
- Hanya memerlukan satu sakelar saja untuk satu jenis rangkaian listrik seri.
Baca Juga: Rangkaian Star Delta: Pengertian, Fungsi, dan Cara Kerja
Kelebihan dan Kekurangan
- Cara pembuatannya cukup mudah, karena bentuknya sederhana.
- Mudah melakukan pemeriksaan ketika terjadi kerusakan dikarenakan hanya sedikit komponen yang harus diperiksa.
- Cukup menghemat biaya, karena tidak memerlukan banyak saklar dan kabel. Cukup menggunakan satu saklar saja.
- Sedangkan kekurangan rangkaian listrik seri yaitu sebagai berikut:
- Ketika dipasang lebih dari satu lampu, nyala lampu tidak sama terangnya.
- Ketika terdapat salah satu komponen yang rusak, maka semua komponen akan mati.
- Pemakaian listrik tidak efisien dikarenakan hambatan totalnya cukup besar.
Rumus Rangkaian Seri
Untuk menyelesaikan persoalan rangkaian listrik seri, maka harus mengetahui rumus arus listriknya terlebih dulu. Kuat arus listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian akan berbanding lurus dengan besarnya tegangan serta berbanding terbalik dengan hambatannya.
Untuk mencari kuat arus listrik, rumusnya yaitu:
V = I R
Keterangan:
V: besar voltase rangkaian (Volt)
I: kuat arus listrik (A)
R = hambatan
Dalam rangkaian listrik seri, arus listrik yang mengalir memiliki besar yang sama di tiap resistor (hambatan) yang terpasang. Hal tersebut sesuai dengan Hukum Kirchoff yang menyatakan bahwa setiap arus listrik yang terdapat dalam rangkaian seri nilainya sama.
Rumusnya yaitu:
Imasuk = I1 = I2 = … = In = Ikeluar
Untuk mengetahui besarnya hambatan listrik yang terdapat dalam rangkaian listrik seri, caranya cukup mudah. Ketahui lebih dulu jumlah masing-masing hambatan di setiap komponennya.
Rumus hambatan total dalam rangkaian listrik seri, yaitu:
Rs = R1 + R2 + R3 + …
Keterangan:
Rs: Hambatan total rangkaian listrik seri (Ohm)
R1: Hambatan ke-1 (Ohm)
R2: Hambatan ke-2 (Ohm)
R3: Hambatan ke-3 (Ohm)
Contoh Soal
1. Soal 1
Dalam ruang tamu terdapat 3 buah lampu. Setiap lampu memiliki hambatan sebesar 5 Ohm, 6 Ohm, dan 7 Ohm. Ketika ketiga lampu itu dirangkai secara seri, hitung besar hambatan totalnya!
Jawab:
Diketahui: R1 = 5 Ohm; R2 = 6 Ohm; R3 = 7 Ohm.
Ditanya: Rs = …?
Penyelesaian:
Rs = R1 + R2 + R3
= 5 Ohm + 6 Ohm + 7 Ohm
= 18 Ohm
Jadi, besar hambatan totalnya yaitu 18 Ohm.
2. Soal 2
Di teras rumah terpasang 4 lampu yang disusun menggunakan rangkaian seri. Diketahui bahwa nilai hambatan totalnya yaitu 14 Ohm. Hitung besarnya hambatan satu lampu apabila diketahui ketiga lampu yang lain memiliki besar hambatan masing-masing 3 Ohm, 4 Ohm, 2 Ohm.
Jawab:
Diketahui: Rs = 14 Ohm; R1 = 3 Ohm; R2 = 4 Ohm; R3 = 2 Ohm
Ditanya: R4 = …?
Penyelesaian:
Rs = R1 + R2 + R3 + R4
14 = 3 Ohm + 4 Ohm + 2 Ohm + R4
R4 = 5 Ohm
Jadi, besar hambatan salah satu lampu dalam rangkaian listrik seri tersebut yaitu 5 Ohm.
3. Soal 3
Diketahui nilai R1 = 2 Ohm, R2 = 6 Ohm, dan R3 = 5 Ohm. Apabila nilai arus listriknya sebesar 2 A, hitung nilai voltase dalam rangkaian tersebut!
Jawab:
Diketahui: R1 = 2 Ohm; R2 = 6 Ohm; R3 = 5 Ohm
Ditanya: V = …?
Penyelesaian:
Rs = R1 + R2 + R3
Rs = 2 Ohm + 6 Ohm + 5 Ohm
Rs = 13 Ohm
Selanjutnya, cari nilai V dengan rumus berikut:
V = I R
= 2 x 13
= 26 Volt
Jadi, nilai voltase rangkaian tersebut yaitu 26 Volt.
Contoh Penerapan Rangkaian Seri di Sekitar Kita
Ada banyak contoh penggunaan rangkaian listrik seri di kehidupan sehari-hari. Mungkin Sahabat pernah melihatnya, hanya saja tidak tahu nama dari rangkaian listrik tersebut. Beberapa contoh penerapan rangkaian listrik seri yang sering dijumpai di sekitar, yaitu:
- Lampu hias yang ada di taman kota
- Lampu hias yang ada di pohon natal
- Lampu senter yang menggunakan susunan rangkaian ini pada baterai
- Lampu LED yang sering digunakan ketika perayaan HUT RI
- Bimetal atau temperatur kontrol yang terdapat pada setrika
Kesimpulan
Dapat disimpulkan bahwa rangkaian seri merupakan rangkaian listrik yang mana komponen penyusunnya dirangkai secara berjajar melalui satu aliran listrik saja. Bisa dikatakan bahwa jenis rangkaian ini disusun secara sederhana tanpa adanya cabang.
Baca Juga: Rangkaian Motor 3 Phase dan Prinsip Kerjanya