Perbedaan Rangkaian Paralel dan Rangkaian Seri, Cara Membuat, Rumus dan Contoh Soal

Rangkaian listrik dalam Fisika didefinisikan sebagai susunan elemen, komponen, dan alat yang dihubungkan ke sumber tegangan dalam satuan Volt. Terdapat tiga cara komponen listrik dapat tersusun, yaitu rangkaian pararel, seri, dan campuran keduanya.

Lalu, apa yang dimaksud dengan rangkaian listrik pararel? Materi ini penting dipahami karena dalam praktik kerja mekanikal elektrikal (ME) pasti dibutuhkan teori mengenai rangkaian pararel dan rangkaian seri.

Pengertian Rangkaian Paralel

Rangkaian listrik merupakan salah satu bab yang dibahas dalam ilmu Fisika, terutama kelistrikan. Rangkaian pararel adalah rangkaian peralatan listrik yang disususn secara bercabang atau berjajar. Jenis rangkaian ini dipakai ketika semua input komponen berasal dari sumber listrik yang sama.

Aturan susunan seperti itu membuat rangkaian listrik pararel memiliki satu jalur arus lebih. Selain itu, biasanya rangkaian ini juga membentuk percabangan diantara kutub sumber arus listrik. Arus listrik akan terdistribusi ketika masuk ke titik percabangan.

Adapun ciri-ciri rangkaian pararel adalah sebagai berikut:

Mempunyai titik percabangan
Hambatan total yang dihasilkan lebih kecil
Setiap komponen memiliki tegangan listrik yang sama besar.
Besar arus listrik yang mengalir di pada komponen bervariasi.

Perbedaan Rangkaian Pararel dan Rangkaian Seri

Untuk memudahkan pemahaman berikut kami berikan diagram gambar perbedaan rangkaian pararel dan rangkaian seri beserta penjelasannya.

Cara penyusunan untuk rangkaian listrik pararel lebih rumit dibanding rangkaian seri.
Kabel yang dibutuhkan untuk menyusun rangkaian listrik pararel lebih banyak.
Rangkaian listrik pararel memiliki lebih dari satu jalur untuk dialiri arus listrik. Hal ini berbeda dengan rangkaian seri yang hanya memiliki satu jalur.
Hambatan total rangkaian listrik pararel lebih kecil dibandingkan rangkaian seri.
Besar tegangan untuk setiap komponen rangkaian listrik pararel sama, sedangkan rangkaian seri berbeda.
Rangkaian listrik pararel memiliki arus yang sama di setiap komponennya. Sementara itu, rangkaian seri besar arus listriknya berbeda.
Rangkaian pararel perawatannya sedikit lebih sulit dibanding rangkaian seri.
Dalam hal biaya, rangkaian listrik pararel lebih relatif lebih mahal dibanding rangkaian seri.

Cara Membuat Rangkaian Listrik Pararel dan Contohnya

Meski dikenal lebih sulit dibanding rangkaian seri, penyusunan rangkaian listrik pararel sebenarnya masih termasuk mudah. Nah, berikut ini akan dijelaskan langkah-lamgkah pembuatan rangkaian listirik pararel.

1. Bahan dan Alat

Tang untuk mengupas kabel
Lampu 3 buah
Baterai 12 V
Saklar
Kabel
Selotip

Langkah Membuat

Langkah pertama, potong kabel menjadi beberapa bagian sesuai kebutuhan.
Gunakan tang untuk mengupas setiap ujung kabel.
Gabungkan tiga buah kabel menggunakan susunan pararel.
Buat 4 potongan kabel, masing-masing disambungkan ke kutub positif lampu yang disiapkan.
Terapkan langkah ketiga pada kutub sebaliknya, yaitu kutub negatif.
Ambil 1 potongan kabel lalu hubungkan salah satu ujungnya ke gabungan kabel berkutub positif. Gunakan solatip untuk membungkus ujungnya. Sedangkan ujung yang lain dihubungkan ke salah satu kutub pada saklar.
Ambil 1 potongan kabel, hubungkan salah satu ujungnya ke kutub saklar, sedangkan ujung satunya disambungkan ke kutub yang negatif.
Bungkus baterai menggunakan solatip agar kabel yang sudah disambungkan tidak mudah terlepas.

Contoh Rangkaian Pararel

Instalasi Lampu Rumah Tangga

Salah satu peralatan listrik yang sering disusun secara pararel adalah instalasi rumah tangga. Kelebihannya adalah lampu jadi menyala lebih terang karena hambatan total lampu cenderung lebih kecil.

Rangkaian Lampu Lalu Lintas

Lampu lalu lintas yang sering dilewati pengendara ternyata disusun secara pararel. Hal ini bertujuan agar setiap lampu bisa menyala bergantian sesuai kondisinya, dari merah, kuning, atau hijau.

Rangkaian Resistor

Resistor juga merupakan peralatan elektronika yang komponennya dirangkai secara pararel. Resistor memiliki komponen dasar untuk membatasi besar arus yang mengalir dalam rangkaian listrik.

Rumus Rangkaian Pararel

Pada dasarnya, rumus yang berlaku dalam rangkaian listrik pararel adalah rumus hukum Kirchoff, hukum Ohm, dan rumus hambatan total atau pengganti.

Hukum Ohm

R adalah besaran yang menunjukkan hambatan pada kawat penghantar. Adapun bunyi hukum Ohm adalah “arus listrik yang mengalir pada konduktor berbanding lurus dengan beda potensial (V) di kedua ujung kawat penghantar. Sedangkan kondisi fisik konduktor seperti regangan, temperatur, dan lainnya konstan.”

V=I.R

Hukum Kirchoff

Sementara itu, hukum Kirchoff berisi tentang aturan percabangan pada sebuah rangkaian listrik. Adapun hukum Kirchoff I menyatakan tentang arus listrik yang masuk ke percabangan sama dengan arus listrik yang keluar dari percabangan tersebut.

∑Imasuk=∑Ikeluar

Rumus Hambatan Pengganti

Rumus ini diperoleh dari penurunan rumus hukum Ohm berdasarkan aturan pararel, berikut penulisannya secara sebagai berikut.

1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/Rn

Contoh Soal

1. Terdapat dua buah resistor yang disusun secara pararel, masing-masing memilliki hambatan 3 Ohm dan 6 Ohm. Sedangkan sumber tegangan yang dihubungkan ke rangkaian tersebut adalah 6 Volt, hitunglah:

Hambatan total pengganti (Rp)
Kuat arus yang keluar dari sumber tegangan (Ip)
Tegangan dan kuat arus di setiap resistor (V1,V2 & I1, I2)

Jawab:

Diketahui:

R1= 3 Ohm

R2= 6 Ohm

V= 12 Volt

Ditanya:

Rp
Ip
V1 & V2
I1 & I2

Penyelesaian:

Rp = 1/R1 + 1/R2

= 1/3 + 1/6

= ½ ohm

IP = V/RP

= 12/0.5

= 24 A

V1 & V2

Sesuai dengan penjelasan di soal, kedua resistor disusun dengan rangkaian pararel. Artinya, masing-masing tegagan resistor besarnya sama (V1 & V2), yaitu 6 Volt.

I1 & I2

I1 = V/R1

= 6/3

= 2 A

I2 = V/R2

= 12/6

= 2 A

Kelebihan dan Kekurangan Rangkaian Listrik Pararel

Rangkaian listrik pararel dikenal memiliki kelebihan dan kekurangan tersendiri, yaitu sebagai berikut.

1. Kelebihan

Hambatan relatif lebih kecil, lampu pun menyala lebih terang.
Setiap komponen dapat beroperasi dengan bebas tanpa pengaruh komponen lain.
Jika salah satu alat listrik dengan rangkaian pararel dilepas atau rusak, maka alat listrik lainnya tetap berfungsi dengan baik.

2. Kekurangan

Memerlukan kabel yang lebih banyak sehingga biayanya lebih mahal.
Tidak terlalu efisien dalam menghantarkan arus listrik.
Rangkaian cenderung lebih rumit karena memiliki banyak cabang.

Rangkaian pararel menjadi salah satu pembahasan dalam ilmu listrik yang penting dipahami. Semoga penjelasan di atas bisa dipahami dengan tepat, baik tentang pengertian, rumus, dan perbedaan rangkaian seri dengan rangkaian listrik pararel.