Di kehidupan yang serba modern ini, setiap manusia membutuhkan listrik. Tidak heran jika listrik menjadi kebutuhan primer saat ini. Tentunya, kita akan bertanya-tanya bagaimana mungkin satu sumber pembangkit listrik dapat didistribusikan ke gardu-gardu listrik. Kemudian dari gardu listrik didistribusikan ke rumah-rumah.

Nah, pendistribusian aliran listrik dari pembangkit listrik ke gardu listrik kemudian ke rumah-rumah masyarakat ini membutuhkan rangkaian listrik. Untuk lebih jelasnya tentang rangkaian ini, simak penjelasan berikut ini secara saksama.

Apa Itu Rangkaian Listrik

Pastinya kita berterima kasih kepada yang menemukan rangkaian listrik ini karena dengan adanya rangkaian ini, kita telah dimudahkan dalam melakukan aktivitas sehari-hari. Tidak perlu disangkal lagi, rangkaian ini sangat membantu dan memiliki manfaat bagi kehidupan manusia sehari-hari.

Nah, apa yang dimaksud dengan rangkaian ini? Rangkaian listrik merupakan suatu rangkaian atau jalur yang mengalirkan aliran listrik yang mana elektron dapat mengalirkan aliran listrik dari sumber listrik. Sumber listrik ini umumnya disebut dengan nama voltase.

Perlu diketahui, elektron pada rangkaian ini mengalirkan material arus listrik atau disebut juga dengan penghantar listrik atau konduktor. Adapun benda yang dapat menghantarkan aliran listrik pada rangkaian penghantar listrik umumnya terbuat dari tembaga. Dalam kehidupan sehari-hari tembaga yang menghantarkan aliran listrik ini disebut dengan kabel listrik.

Jenis-Jenis Rangkaian Listrik

Kenyataannya, rangkaian listrik yang dapat menghantarkan aliran listrik ada beberapa jenis. Pastinya, setiap jenisnya memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Adapun jenis-jenis rangkaian penghantar listrik adalah sebagai berikut.

Rangkaian Listrik Sederhana (Rangkaian Seri)

Rangkaian seri atau disebut juga dengan rangkaian listrik sederhana. Rangkaian ini disebut dengan rangkaian sederhana karena susunan rangkaiannya simple yang mana rangkaian disusun tidak bercabang dan disusun lurus.

Adapun ciri dari rangkaian seri adalah sebagai berikut.

  1. Rangkaian disusun secara praktis dan sederhana sehingga mudah dibuat.
  2. Komponen listrik pada rangkaian seri disusun rapi sejajar dan berurutan.
  3. Rangkaian tidak bercabang sehingga kabel penghubung disusun berderet rapi tanpa cabang yang rumit.
  4. Aliran arus listrik di setiap titik memiliki besaran yang sama. Jadi, besaran arus listrik pada rangkaian seri sama.
  5. Setiap komponen pada rangkaian seri ini mendapat aliran arus listrik yang sama besar. Jadi, besaran arus listrik pada setiap komponen sama besar dan terbagi secara adil dan merata.
  6. Pada rangkaian seri ini tegangan listrik di setiap komponen memiliki besaran yang berbeda-beda.
  7. Rangkaian seri ini memiliki hambatan total yang cenderung lebih besar dari hambatan yang dimiliki oleh penyusunnya.

Indikator tersebut adalah ciri khas yang dimiliki oleh rangkaian listrik seri. Selain itu, rangkaian ini juga memiliki kelemahan. Kelemahan dari rangkaian seri adalah jika ada satu rangkaian atau jalur aliran listrik yang terputus, maka rangkaian seri tidak dapat mengalirkan listrik dengan baik. Hal tersebut terjadi karena susunan rangkaian yang sangat sederhana dan tidak bercabang.

Jika dinyatakan dalam bentuk rumus, rangkaian seri memiliki rumus sebagai berikut.

I = I1 = I2 = I3

V = V1 + V2 + V3

R = R1 + R2 + R3

Keterangan:

 I merupakan kuat arus

V merupakan tegangan

R merupakan hambatan atau resistor

Rangkaian Listrik Bercabang (Rangkaian Paralel)

Jika rangkaian seri tidak bercabang, maka definisi dan konsep pemahamannya berbanding terbalik dengan rangkaian paralel. Pengertian rangkaian paralel adalah rangkaian listrik bercabang yang mana setiap komponennya disusun sejajar dengan lebih dari satu jalur listrik.

Tentu saja, rangkaian paralel ini sering kita temui di lingkungan tempat tinggal kita. Hal tersebut karena setiap rumah tangga memiliki rangkaian penghantar listrik paralel. Adapun ciri khas dari rangkaian paralel adalah sebagai berikut.

  1. Pada umumnya, susunan rangkaian lebih rumit.
  2. Setiap komponen pada rangkaian paralel dipasang secara bersusun.
  3. Umumnya, pada rangkaian paralel menggunakan kabel penghantar listrik yang dirangkai secara bercabang.
  4. Arus listrik cukup kuat. Hal tersebut karena arus listrik dapat melewati berbagai cabang tidak hanya satu cabang seperti pada rangkaian seri.
  5. Nilai besaran aliran listrik pada setiap cabang memiliki nilai yang berbeda-beda.
  6. Setiap komponen penghantar listrik pada rangkaian paralel memiliki nilai besaran tegangan yang sama.
  7. Rangkaian paralel memiliki total hambatan listrik yang lebih kecil dibandingkan dengan nilai hambatan di setiap komponen penyusunnya.

Jika dinyatakan dalam bentuk rumus, rangkaian paralel memiliki rumus sebagai berikut.

I = I1 + I2 + I3

V = V1 = V2 = V3

Rangkaian Listrik Campuran

Sesuai dengan namanya rangkaian listrik campuran, yaitu rangkaian gabungan antara bentuk rangkaian seri dan paralel. Jadi, rangkaian campuran ini memiliki ciri khas yang sama dengan rangkaian seri dan paralel.

Jika dinyatakan dalam bentuk rumus, rangkaian ini memiliki rumus sebagai berikut.

I = I1 + I2

Rangkaian Listrik Berarus Searah

Rangkaian listrik berarus searah merupakan rangkaian yang memiliki sumber arus listrik yang searah atau dikenal dengan sumber arus listrik DC. Tidak heran jika arus listrik pada rangkaian ini selalu tetap atau konstan dan tidak berubah. Artinya, arus listrik ini selalu mengalirkan listrik dari muatan listrik dengan potensi tinggi menuju potensi rendah.

Pada umumnya, rangkaian arus searah ini dapat kita temui di penerapan rangkaian listrik yang memiliki tegangan yang rendah, seperti baterai. Adapun tegangan listrik yang sering digunakan pada jenis rangkaian ini antara lain adalah 1,5 VDC, 5 VDC, 12 VDC sampai dengan 24 VDC.

Rangkaian Listrik Berarus Bolak-Balik

Sesuai dengan namanya, rangkaian listrik ini memiliki aliran arus listrik yang bolak-balik. Umumnya, arus listrik ini disebut dengan AC. Sama halnya dengan namanya arus bolak-balik, pada rangkaian ini memiliki tegangan listrik yang selalu berubah-ubah.

Rangkaian 1 Fase dan 3 Fase

Rangkaian listrik 1 fase dan 3 fase ini berkaitan dengan daya listrik berarus bolak-balik atau AC. Adapun penjelasan secara rincinya sebagai berikut.

1. Rangkaian Listrik 1 Fase

Rangkaian 1 fase merupakan rangkaian penghantar listrik dengan satu kabel netral yang dirangkai dengan satu kabel daya. Diantara rangkaian tersebut akan mengalirkan arus listrik secara konstan.

Jika terjadi perubahan siklus pada rangkaian tersebut, besaran dan arah perubahannya hanya mengubah aliran pada tegangan dan arus senilai 60 kali per detik. Perubahan tersebut tergantung pada kebutuhan sistem yang dijalankan rangkaiannya.

Keuntungan memakai rangkaian 1 fase adalah sebagai berikut.

  1. Menghemat biaya desain rangkaian.
  2. Desain yang digunakan pada rangkaian ini tidak begitu rumit.
  3. Memiliki array yang luas pada aplikasinya.
  4. Memiliki catu daya AC yang efisien sampai dengan 100 watt.

2. Rangkaian Listrik 3 Fase

Sesuai dengan namanya, rangkaian listrik 3 fase merupakan rangkaian yang memiliki tiga kabel daya. Ketiga kabel tersebut tersusun 120 derajat dari masing-masing fase. Pada rangkaian ini terdapat delta dan wye yang merupakan dua jenis rangkaian yang dipakai untuk mempertahankan beban pada rangkaian 3 fase ini.

Pada rangkaian 3 fase ini, masing-masing fase dapat menghasilkan konfigurasi kabel yang memiliki nilai yang berbeda-beda. Adapun keuntungan memakai rangkaian 3 fase adalah sebagai berikut.

  1. Rangkaian ini dapat mengurangi penggunaan tembaga yang berlebihan.
  2. Menghemat biaya tenaga kerja.
  3. Penggunaan konduktor lebih efisien dan efektif.
  4. Rangkaian 3 fase ini dinilai menguntungkan karena memiliki kemampuan yang tinggi dalam menjalankan beban daya.

Contoh Rangkaian Listrik di Sekitar Kita

Tidak dapat dipungkiri dalam kehidupan sehari-hari, kita akan banyak menemui rangkaian listrik. Namun, jenis rangkaian yang umumnya kita temui adalah rangkaian seri dan paralel. Jenis rangkaian lainnya biasanya hanya diterapkan pada pembangkit listrik dan gardu listrik utama.

Adapun contoh rangkaian listrik yang dapat kita temui di sekitar lingkungan tempat tinggal kita adalah sebagai berikut.

Contoh Rangkaian Listrik Seri

Pastinya, di rumah kita memungkinkan untuk menjumpai jenis rangkaian seri. Umumnya rangkaian seri di sekitar kita adalah sebagai berikut.

  • Rangkaian lampu tumblr, rangkaian lampu ini umumnya dirangkai seri. Adapun susunan lampu ini hanya memiliki satu tombol, yaitu tombol switch di mana tombol tersebut memiliki fungsi ganda yaitu untuk menyalakan dan mematikan lampu.
  • Setrika listrik, umumnya rangkaian listrik pada setrika memiliki rangkaian seri terutama pada jenis bimetal atau temperature control.
  • Lampu TL atau tube lamp bisa juga disebut lampu neon. Pada jenis lampu ini kebanyakan menggunakan rangkaian seri.

Tersebut adalah contoh rangkaian seri yang dapat kita temui di sekitar kita. Pastinya, kita sangat diuntungkan dengan rangkaian seri ini karena susunan rangkaian penghantar listriknya yang cukup sederhana.

Contoh Rangkaian Listrik Paralel

Selain rangkaian seri, rangkaian paralel juga banyak digunakan di lingkungan sekitar kita. Memang rangkaian paralel memiliki bentuk rangkaian penghantar listrik yang bercabang dan lebih rumit dibandingkan dengan rangkaian seri. Namun, pada dasarnya dinilai lebih menguntungkan menggunakan rangkaian paralel dibandingkan rangkaian seri.

Adapun contoh rangkaian listrik paralel yang dapat kita temui di sekitar kita adalah sebagai berikut.

  1. Rangkaian penghantar listrik pada instalasi listrik di rumah. Pastinya, rangkaian arus listrik dirumah dipasang secara paralel. Hal tersebut supaya setiap benda yang membutuhkan arus listrik mendapat aliran listrik yang sesuai dengan tegangannya.
  2. Rangkaian distribusi listrik dari pembangkit listrik PLN yang didistribusikan ke rumah-rumah masyarakat menggunakan rangkaian paralel.

Hukum Kirchoff I yang Berkaitan dengan Rangkaian Listrik

Mungkin kita pernah mendengar Hukum Kirchoff I, ternyata hukum listrik yang satu ini berkaitan erat dengan rangkaian listrik. Hukum ini dikemukakan pada tahun 1845 oleh ahli fisika dari Jerman,  yang bernama Gustav Robert Kirchhoff. Tujuan dikemukakannya hukum ini untuk melakukan analisis terhadap arus dan tegangan listrik pada sebuah rangkaian.

Jadi, dapat dikatakan Hukum Kirchoff I adalah hukum yang berkaitan erat dengan arah arus listrik pada titik percabangan pada rangkaian listrik. Adapun bunyi Hukum Kirchoff I adalah jumlah kuat aliran arus listrik yang masuk ke suatu titik percabangan listrik memiliki nilai yang sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik tersebut.

Jika dinyatakan dalam bentuk rumus Hukum Kirchoff I dinyatakan dalam rumus sebagai berikut.

Nah, itulah penjelasan secara detail tentang rangkaian listrik yang perlu kita ketahui. Mungkin dengan menambah pengetahuan tentang rangkaian kelistrikan ini, kita dapat menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari. Semoga informasi ini bermanfaat.

Sumber artikel:

  1. https://www.studiobelajar.com/rangkaian-listrik/
  2. https://saintif.com/rangkaian-paralel/
  3. https://cerdika.com/rangkaian-listrik/#1_Rangkaian_Listrik_Seri
  4. https://blog.ruangguru.com/rangkaian-listrik
  5. https://rumuspintar.com/rangkaian-listrik/
  6. https://idschool.net/smp/rangkaian-listrik-seri-paralel-dan-campuran/
  7. https://www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/rangkaian-seri-dan-paralel-fisika-kelas-12/