Penjelasan Rangkaian Seri dan Pembahan Contoh Soalnya

Rangkaian seri adalah rangkaian listrik yang komponen penyusunnya di susun secara berderet hanya melalui satu jalur aliran listrik.

Dalam belajar mengenai listrik, kita mengenal istilah rangkaian listrik. Rangkaian listrik sendiri merupakan sebuah rangkaian yang menggambarkan aliran elektron dari sumber voltase.

Aliran elektron dalam istilah umumnya disebut sebagai arus listrik. Proses aliran elektron atau arus listrik inilah yang sering kita sebut sebagai listrik.

Sebuah rangkaian listrik dialirkan oleh suatu media yang mengandung penghantar arus listrik seperti bahan konduktor.

Suatu rangkaian mempunyai beberapa desain jalur aliran listrik. Rangkaian listrik tersebut dibagi menjadi dua yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel.

Mengenai rangkaian seri, berikut ulasan lengkap disertai pembahasan dan contoh soalnya.

Pengertian Rangkaian Seri

Sebuah rangkaian seri adalah rangkaian listrik yang komponen penyusunnya di susun secara berderet hanya melalui satu jalur aliran listrik.

Dengan kata lain, rangkaian ini merupakan rangkaian yang disusun tanpa adanya cabang. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah berikut.

Rangkaian di atas merupakan salah satu contoh dari rangkaian seri. Terdapat tiga lampu sebagai resistor pada satu jalur kabel dengan satu sumber arus yaitu baterai yang dirangkai sehingga dapat membentuk rangkaian seri.

Berikut contoh lain dari rangkaian tersebut

Rumus Rangkaian

Dalam menyelesaikan persoalan rangkaian seri, maka perlu diketahui terlebih dahulu mengenai rumus arus listrik.

Rumus kuat arus listrik atau biasa yang disebut dalam hukum Ohm dicetuskan oleh ahli fisika Jerman Georg Simon Ohm yang berbunyi:

“Kuat arus dalam suatu rangkaian berbanding lurus dengan tegangan pada ujung-ujung rangkaian dan berbanding terbalik dengan hambatan rangkaian.”

Georg Simon Ohm (1787-1854)

Berikut rumus kuat arus listrik.

Keterangan:
V = besar voltase rangkaian (Volt)
I = kuat arus listrik (A)
R = hambatan (Ohm)

Pada rangkaian arus seri , arus listrik mengalir sama besarnya pada setiap resistor yang terpasang. Hal ini sesuai dengan Hukum Kirchoff berikut.

Setiap arus listrik dalam rangkaian seri bernilai sama.

Total hambatan atau resistor pada rangkaian seri adalah jumlah total resistor.

Sedangkan untuk nilai voltase pada rangkaian seri memiliki nilai perbandingan yang sama dengan nilai setiap resistor.

Untuk lebih jelasnya mengenai konsep rangkaian seri, perhatikan gambar berikut.

Sesuai dengan contoh gambar rangkaian seri diatas, maka bisa dituliskan sebagai berikut:

Keterangan:
I1 = arus listrik yang melewati R1 (A)
I2 = rus listrik yang melewati R2 (A)
I3 = rus listrik yang melewati R3 (A)
V1 = voltase pada R1 (V)
V2 = voltase pada R2 (V)
V3 = voltase pada R3 (V)

Contoh Soal dan Pembahasan

Contoh Soal 1

Tiga buah hambatan dipasang secara seri. Masing-masing hambatan bernilai 0,75 Ohm. Tentukan nilai hambatan total rangkaian tersebut.

Pembahasan:

Diketahui:

R1 = R2 = R3

Ditanya: R total?

Jawab :

R total = R1 + R2 + R3
= 0,75 + 0,75 + 0,75
= 2,25

Jadi, nilai hambatan total dari rangkaian tersebut adalah 2,25 Ohm

Contoh Soal 2

Diketahui nilai R1 = 4 Ohm, R2 = 5 Ohm, dan R3 = 2 Ohm. Jika nilai arus listriknya sebesar 2 A, maka berapa nilai voltase rangkaian tersebut?

Pembahasan:

Diketahui :

R1 = 4 Ohm, R2 = 5 Ohm, R3 = 2 Ohm

Ditanya : V=…?

Jawab:

V = IR

Rumus arus listrik diatas merupakan nilai total dari keseluruhan rangkaian.

Ingat, pada rangkaian seri nilai arus listrik total sama dengan arus listrik pada setiap hambatan. Maka, langkah pertama yaitu tentukan nilai Rtotal terlebih dahulu.

Rtotal = R1+R2+R3
= 4+5+2
= 11 Ohm

Selanjutnya mencari hasil akhir dari V

V = I R
= 2 x 11
= 22 V

Jadi, nilai dari voltase rangkaian tersebut adalah 22 V

Contoh Soal 3

Diketahui nilai Vtotal adalah sebesar 22 V. Jika diketahui nilai R1 2 Ohm, R2 6 Ohm, dan R3 3 Ohm. Tentukan nilai voltase pada R3.

Pembahasan:

Diketahui:

R1 = 2 Ohm, R2 = 6 Ohm, R3 = 3 Ohm
Vtotal = 22 V

Ditanya = V3=…?

Jawab:

Pada rangkaian ini, nilai perbandingan voltase sama dengan besar setiap hambatan.

V1 : V2 : V3 = R1 : R2 : R3

Maka langkah pertama yang harus dikerjakan adalah mencari nilai R total pada rangkaian tersebut.

Rtotal = R1 + R2 + R3
= 2 + 6 + 3
= 11 Ohm

Selanjutnya mencari arus listrik pada rangkaian tersebut.

Itotal = Vtotal / Rtotal
= 22 / 11
= 2 A

Ingat, nilai arus total nilainya sama dengan setiap resistor pada rangkaian seri.

Itotal = I3
I3 = V3/R3
V3= I3 x R3
= 2 x 3
= 6 V

Jadi, nilai voltase pada R3 adalah senilai 6 V

Contoh Soal 4

Tentukan nilai arus listrik pada R2.

Pembahasan:

Diketahui:

R1 = 3 kOhm, R2 = 10 kOhm, R3 = 5 kOhm
Vtotal = 9 V

Ditanya = I2 …?

Jawab :

Mencari nilai Itotal

I total = Vtotal / Rtotal

karena Rtotal belum diketahui maka,

Rtotal = R1 + R2 + R3
= 3 + 10 + 5
R total = 18 kOhm
= 18.000 Ohm

Selanjutnya mencari nilai Itotal.

Itotal = Vtotal / Rtotal
= 9 / 18.000
Itotal = 0,0005 A
= 0,5 mA

Dalam rangkaiannya nilai Itota l = I1 = I2 = I3, maka

I2 = I total = 0,5 mA

Jadi, nilai arus yang melewati R3 atau I3 sebesar 0,5 mA.