MATERI RANGKAIAN SERI DAN RANGKAIAN PARALEL
Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang gejala dan sifat pada benda yang ada di sekitar kita. Sehingga, untuk mempelajarinya diperlukan suatu pemahaman terhadap konsep dalam ilmu fisika termasuk terhadap rangkaian seri dan paralel. Pembahasan tentang arus listrik telah ramai diperdebatkan pada tahun 1745-1827 setelah Alexander Volta menemukan baterai yang menghasilkan listrik. dengan adanya penemuan tersebut menjadika berbagai sel listrik dan baterai dari yang sederhana sampai dengan yang paling canggih seperti saat ini. Baterai listrik yang diciptakan dapat menghasilkan arus jika terminal- terminal pada baterai dihubungkan sesuai denga jalur penghantar yang kontinu yang disebut dengan rangkaian listrik.
Untuk memperoleh arus listrik pada sebuah rangkaian maka dibutuhkan beda potensial. Dimana, baterai menjadi salah satu cara untuk memperoleh beda potensial adalah dengan menggunaka baterai. Menurut George Simon Ohm pada tahun 1787- 1854, berdasarkan hasil eksperimen yang dilakukan dikatehuai bahwa arus pada kawat logam sebanding dengan beda potensial dengan simbo (V) yang diberikan ke masing-masing ujungnya yang dinyatakan sebagai berikut (I ~ V). Perbandingan tersebut memperlihatkan bahwa semakin besar tegangan listrik maka arus listrik yang dihasilkan akan semakin besar.
Akan tetapi besar arus listrik yang dihasilkan tidak hanya dipengaruhi oleh tegangan listrik, namun juga dipengaruhi oleh besaran lainnya yaitu hambatan dengan simbol (R) yang diberikan oleh kawat terhadap aliran elektron. Dimana, semakin tingi hambatan (R) yang diberikan oleh kawat maka akan semakin kecil arus yang dihasilkan yang mengalir untuk satu tegangan V, begitupun sebaliknya. Oleh karena itu, arus berbanding terbalik dengan hambatan dan diperoleh rumus I = V/R. Hubungan ini juga dituliskan dengan V = IR yang sering disebut dengan Hukum Ohm. Resistor atau hambatan ini sebenarnya digunakan agar dapat mengendalikan arus listrik yang mempunyai nilai mulai dari kurang dari satu ohm. Dalam hal ini, terdapat dua jenis resistor yaitu resistor gulung kawat yang terbuat dari kumparan kawat halus dan resistor komposisi yang biasanya terbuat dari karbon semikonduktor.
Rangkaian seri sendiri adalah sebuah rangkaian yang disusun dari dua atau lebih resistor atau hambatan listrik yang dihubungkan ke catu daya lewat satu rangkaian. Dimana, ketika suatau atau lebih yang dihubungkan dari ujung ke ujung maka dapa dikatakan bahwa dirangkai secara seri. Rangkaian seri ini menjadi rangkaian listrik dimana input suatu komponen bersumber dari output komponen yang lainnya. Hal ini yang menjadi penyebab rangkaian listrik seri dapat menghemat biaya dengan sedikitnya kabel yang digunakan. Jika menggunakan dua resistor pada rangkaian seri dapat dikatakan bawah sebuah rangkaian seri yang terdiri dari dua resistor memiliki arus yang sama besar karena jumlah muatan yang melewati resistor (R1) sama dengan muatan yang melewati resistor2 (R2) dalam selang waktu yang sama. Apun rumus hambatan total pada rangkaian seri adalah: Rseri = R1 + R2 + R3.
Dengan kelebihan yang dimiliki, rangkaian seri juga memiliki suatu kelemahan yaitu jika salah satu komponennya dicabut atau mengalami kerusakan maka komponen yang lainnya tidak akan berfungsi sebagaimana mestinya. Adapun sifat-sifat yang dimiliki oleh rangkaian seri adalah sebagai berikut: (1) Memiliki kesamaan terhadap arus yang mengalir pada masing-masing beban; (2) Tegangan sumber akan dibagikan berdasarkan dengan jumlah hambatan seri jika besarnya sama; (3) Arus yang mengalir pada rangkaian tergantung pada jumlah dan besar hambatan yang digunakan dalam rangkaian; dan (4) Jika salah satu hambatan atau bagian dari rangkaian mengalami kerusakan dengan tidak terhubung ataupu putus maka aliran arus akan berhenti.
Rangkaian paralel merupakan salah satu rangkaian yang disusun dengan lebih dari satu bagian garis edar untuk mengalirkan arus listrik. masing-masing dari setiap rangkaian dapat dihungkan dan diputuskan tanpa memberi pengaruh ke rangkaian yang lain. Rangkaian parallel ii disusun secara berderet atau secara bercabang. Sebuah percabangan merupakan suatu titik dalam sebuah rangkaian yang dimana dapat menyebabkan arus menjadi terbagi atau terpecah. Perpecahan yang terjadi dapat menhasilkan arus pada setiap hambatan atau resistor yang memiliki ukuran yang lebih kecil dari pada arus yang keluar dari baterai. Oleh karena itu, jumlah muatannya kekal sehingga arus I yang masuk harus sama dengan total arus yang dikeluarkan sehingga dirumuskan I = I1 + I2, dimana I1 adalah arus yang mengalir dalam R1 dan I2 arus yang mengalir dalam R2. Sehingga dapat dikatakan bahwa jika resistor dihubungkan atau dirangkai secara parallel maka beda potensial pada resistor adalah sama. Adapun sifat yang ada pada rangkaian paralel adalah (1) tegangan pada setiap resistor sama dengan sumber tegangan; (2) setiap cabang dalam rangkaian paralel adalah rangkaian terpisah yang mana masing-masing cabang memiliki arus yang berbeda tergantung pada besarnya resistor; (3) sebagian besar resistor yang digunakan dalam rangkaian paralel memiliki nilai yang kecil sehingga menghasilkan total yang lebih besar; (4) jika salah satu cabang pada rangkaian rusat atau terputus maka arus yang terputus hanya pada cabang tersebut, sedangkan cabang lain akan tetap bekerja tanpa adanya gangguan.
Referensi
Halliday dkk. 2002. Fisika Dasar. Jakarta: Erlangga.
Shammas, N.,Y., A. Withanage, R. Chamund, D. (2006). Review of Series and Parallel Connection of IGBTs. IEE Proc. Circuits Devices Syst, 153(1), 34-39.