M. Aulia Rahman Siregar

[menuju akhir]

PARALEL AND SERIES-PARALEL

CONFIGURATIONS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

6.Percobaan dan video

1. Tujuan[kembali]

A. Untuk mengetahui karakteristik tentang rangkaian paralel dan rangkaian seri-paralel

B. Untuk mengetahui bagaimana cara merangkai rangkaian paralel dan seri-paralel.

C. Menghitung tegangan dan arus dalam rangkaian paralel dan seri-paralel.

2.Alat dan bahan [kembali]

Alat dan bahan yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian paralel dan seri-paralel umumnya meliputi:

1. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik.

Resistor mempunyai spesifikasi sebagai berikut:

2. Dioda

Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur). Dioda dapat disamakan sebagai fungsi katup di dalam bidang elektronika. Dioda sebenarnya tidak menunjukkan karakteristik kesearahan yang sempurna, melainkan mempunyai karakteristik hubungan arus dan tegangan kompleks yang tidak linier dan sering kali tergantung pada teknologi atau material yang digunakan serta parameter penggunaan. Beberapa jenis dioda juga mempunyai fungsi yang tidak ditujukan untuk penggunaan penyearahan.

Foto dari dioda semikonduktor
Simbol	Simbol dioda tabung hampa
Tipe	Komponen aktif
Kategori	Semikonduktor (dioda kristal) Tabung hampa (dioda termionik)
Penemu	Frederick Guthrie (1873) (dioda termionik) Karl Ferdinand Braun (1874) (dioda kristal)

3. Kabel penghubung atau jumper

Kabel penghubung atau jumper adalah jenis kabel yang digunakan untuk menghubungkan komponen elektronik pada breadboard atau prototyping board. Breadboard adalah alat yang digunakan untuk merakit sementara rangkaian elektronik dengan cara menempatkan komponen pada lubang-lubang kecil pada board, sedangkan prototyping board merupakan jenis board yang biasanya digunakan untuk membuat rangkaian secara permanen dengan cara menempatkan komponen pada lubang-lubang yang sudah disolder.

Spesifikasi kabel penghubung atau jumper dapat bervariasi tergantung pada jenis, ukuran, dan merek yang digunakan. Namun, beberapa spesifikasi umum yang perlu diperhatikan dalam memilih kabel penghubung atau jumper adalah sebagai berikut:

Panjang: Kabel penghubung tersedia dalam berbagai panjang, mulai dari beberapa sentimeter hingga beberapa meter. Pilihlah panjang yang sesuai dengan kebutuhan rangkaian Anda.
Ukuran kabel: Ukuran kabel penghubung umumnya diukur menggunakan standar AWG (American Wire Gauge) atau metric. Semakin kecil nomor AWG, semakin besar diameter kabel dan semakin besar kapasitas arus yang bisa ditangani.
Jenis kepala: Kepala kabel penghubung biasanya terbuat dari logam dan tersedia dalam berbagai bentuk, seperti straight atau lurus, right angle atau sudut 90 derajat, dan sebagainya. Pilihlah jenis kepala yang sesuai dengan kebutuhan Anda dan mudah dipasang pada breadboard atau prototyping board.
Warna: Kabel penghubung tersedia dalam berbagai warna. Pilihlah warna yang sesuai dengan kebutuhan Anda, seperti untuk membedakan jenis kabel, arah koneksi, atau tujuan lainnya.
Materi isolasi: Kabel penghubung biasanya dilapisi dengan bahan isolasi, seperti PVC atau silikon. Pastikan isolasi kabel penghubung yang Anda pilih berkualitas baik dan tahan terhadap panas, tekanan, dan gesekan.
Keandalan: Pastikan kabel penghubung yang Anda pilih memiliki kualitas yang baik dan tahan lama untuk menghindari gangguan pada koneksi dan kerusakan pada rangkaian.

4. Multimeter

Multimeter atau volt-ohm meter (VOM) adalah alat pengukur listrik yang digunakan untuk mengukur beberapa parameter listrik, seperti tegangan, arus, dan hambatan. Multimeter biasanya terdiri dari beberapa komponen, seperti display, probe atau kabel penghubung, selector switch, dan beberapa pengaturan dan tombol.

5. Baterai

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik.

6. LED

LED merupakan salah satu dari banyak jenis perangkat semi konduktor yang akan mengeluarkan cahaya apabila di pengaruhi oleh arus listrik

7. Ground

Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik dari berbagai titik tegangan didalam rangkaian elektronika.

3.Dasar teori [kembali]

Konfigurasi rangkaian paralel dan seri paralel adalah dua jenis konfigurasi rangkaian elektronik yang umum digunakan dalam merancang dan membangun rangkaian listrik. Berikut adalah dasar teori tentang konfigurasi rangkaian paralel dan seri paralel:

Konfigurasi Rangkaian Seri Paralel Konfigurasi rangkaian seri paralel merupakan gabungan dari dua jenis konfigurasi rangkaian, yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel. Dalam konfigurasi ini, beberapa komponen rangkaian dihubungkan secara seri, sedangkan beberapa komponen lain dihubungkan secara paralel. Pada konfigurasi rangkaian seri paralel, arus listrik yang mengalir melalui setiap komponen rangkaian sama, namun tegangan listrik terbagi di antara setiap cabang rangkaian secara proporsional.
Konfigurasi Rangkaian Paralel Konfigurasi rangkaian paralel adalah konfigurasi rangkaian dimana beberapa komponen rangkaian dihubungkan secara paralel. Pada konfigurasi ini, setiap komponen rangkaian memiliki jalur sendiri-sendiri, sehingga arus listrik dapat mengalir melalui masing-masing komponen dengan tegangan listrik yang sama.

Dalam konfigurasi rangkaian paralel, resistansi total rangkaian dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: 1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn dimana: Rt = resistansi total rangkaian R1, R2, R3, ... Rn = resistansi setiap komponen rangkaian

Dalam konfigurasi rangkaian seri paralel, rumus resistansi total rangkaian lebih kompleks dan perhitungannya harus dilakukan secara bertahap, yaitu dengan menghitung resistansi total setiap cabang rangkaian terlebih dahulu, kemudian menghitung resistansi total keseluruhan rangkaian.

Rangkaian listrik dapat dibuat dengan menghubungkan beberapa komponen listrik seperti resistor, kapasitor, dan induktor. Terdapat dua jenis rangkaian dasar, yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel. Rangkaian seri terdiri dari beberapa komponen yang dihubungkan secara berurutan dan mengalirkan arus listrik yang sama melalui setiap komponen. Sedangkan rangkaian paralel terdiri dari beberapa komponen yang dihubungkan secara paralel dan membagi arus listrik yang sama melalui setiap komponen.

Teori tentang Rangkaian Seri:

Arus Listrik: Arus listrik yang mengalir di rangkaian seri adalah sama di setiap komponen.
Tegangan Listrik: Tegangan listrik yang diberikan pada rangkaian seri dibagi di setiap komponen secara proporsional terhadap resistansi masing-masing komponen. Semakin besar resistansi suatu komponen, semakin besar pula tegangan listrik yang diberikan pada komponen tersebut.
Resistansi: Total resistansi rangkaian seri adalah jumlah dari resistansi setiap komponen. Semakin banyak komponen yang dihubungkan secara seri, semakin besar resistansi keseluruhan rangkaian.

Teori tentang Rangkaian Paralel:

Arus Listrik: Total arus listrik yang mengalir di rangkaian paralel adalah jumlah dari arus listrik yang mengalir melalui setiap komponen. Arus listrik yang mengalir melalui setiap komponen tergantung pada nilai resistansi masing-masing komponen.
Tegangan Listrik: Tegangan listrik yang diberikan pada rangkaian paralel sama untuk setiap komponen. Tegangan listrik yang diberikan pada setiap komponen tergantung pada nilai resistansi masing-masing komponen. Semakin besar resistansi suatu komponen, semakin kecil pula tegangan listrik yang diberikan pada komponen tersebut.
Resistansi: Total resistansi rangkaian paralel dapat dihitung dengan menggunakan rumus: R_total = (R1 x R2) / (R1 + R2). Semakin banyak komponen yang dihubungkan secara paralel, semakin kecil resistansi keseluruhan rangkaian.

example: 2.28 DAN 2.29

Untuk tegangan yang diberikan tekanan dari sumber bertindak untuk membentuk arus melalui masing masing dioda dengan arah yang sama seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.29 . Karena arus yang dihasilkan arah sesuai dengan panah yang di setiap simbol dioda dan tegangan yang diberikan lebih besar dari 0,7v kedua dioda dalam keadaan "on" tekanan elemen paralel selalu sama dan

Vo = 0.7 V

Arus adalah

Dengan asumsi dioda karakteristik yang sama, kita dapat

contoh ini menunjukkan satu alasan untuk menempatkan dioda secara paralel. Jika nilai arus dioda pada gambar 2.28 hanya 20 mA akan merusak perangkat jika muncul sendiri pada gambar 2. 28. Dengan menempatkan dua secara paralel, kami membatasi arus ke nilai aman 14,09 mA dengan tegangan terminal yang sama.

example: 2.30-2.34

Pada contoh ini terdapat dua buah LED yang dapat digunakan sebagai pendeteksi polaritas. Terapkan tegangan sumber positif dan hasil lampu hijau. Pasokan negatif menghasilkan lampu merah. Paket kombinasi tersebut tersedia secara komersial. Temukan resistor R untuk memastikan arus 20 mA melalui dioda "on" untuk konfigurasi gambar 2.30. Kedua dioda memiliki tegangan tembus balik 3V dan tegangan menyala rata rata 2V.

Solusi: Penerapan tegangan catu positif menghasilkan arus konvensional yang sesuai dengan panah dioda hijau dan menyalakannya. Polaritas tegangan melintasi dioda hijau sedemikian rupa sehingga bias balik dioda merah dengan jumlah yang sama. Hasilnya daalah jaringan ekuivalen dari gambar 2.31. Menrapkan hukum Ohm, kami memperoleh

Perhatikan bahwa tegangan tembus balik melintasi dioda merah adalah 2 V, yang baik untuk LED dengan tegangan tembus balik 3 V.

Namun, jika dioda hijau diganti dengan dioda biru, masalah akan muncul, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.32. Ingatlah bahwa bias maju yang diperlukan untuk menghidupkan dioda biru adalah sekitar 5 V. Hasilnya tampaknya membutuhkan resistor R yang lebih kecil untuk menghasilkan arus 20 mA. Namun, perhatikan bahwa tegangan panjar balik LED merah adalah 5 V, tetapi tegangan tembus balik dioda hanya 3 V. Hasilnya adalah tegangan pada LED merah akan terkunci pada 3 V seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.33 . Tegangan melintasi R akan menjadi 5 V dan arus dibatasi hingga 20 mA dengan resistor 250 ̃ tetapi tidak ada LED yang menyala.

Solusi sederhana untuk hal di atas adalah dengan menambahkan tingkat resistansi yang sesuai secara seri dengan masing-masing dioda untuk menetapkan 20 mA yang diinginkan dan memasukkan dioda lain untuk menambah rating tegangan tembus total reverse-bias, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.34. Ketika LED biru menyala, dioda seri dengan LED biru juga akan menyala, menyebabkan penurunan tegangan total 5,7 V pada dua dioda seri dan tegangan 2,3 V pada resistor R1, menghasilkan arus emisi tinggi sebesar 19,17 mA. Pada saat yang sama dioda LED merah dan

dioda serinya juga akan dipanjar mundur, tetapi sekarang dioda standar dengan tegangan tembus balik 20 V akan mencegah tegangan bias balik penuh 8 V muncul di LED merah. Ketika bias maju, resistor R2 akan membentuk arus 19,63 mA untuk memastikan tingkat intensitas yang tinggi untuk LED merah.

EXAMPLE: 2.35

Solusi: Awalnya, mungkin tampak bahwa tegangan yang diberikan akan membuat kedua dioda "on" karena tegangan yang diberikan ("tekanan") mencoba untuk membuat arus konvensional melalui setiap dioda yang akan menyarankan keadaan "on". Namun, jika keduanya menyala, akan ada lebih dari satu tegangan melintasi dioda paralel, melanggar salah satu aturan dasar analisis jaringan: Tegangan harus sama pada elemen paralel.

Tindakan yang dihasilkan dapat dijelaskan dengan baik dengan mengingat bahwa ada periode peningkatan tegangan suplai dari 0 V ke 12 V meskipun mungkin membutuhkan milidetik atau mikrodetik. Pada saat tegangan suplai yang meningkat mencapai 0,7 V, dioda silikon akan menyala dan mempertahankan level 0,7 V karena karakteristik vertikal pada tegangan ini — arus dioda silikon hanya akan naik ke level yang ditentukan. Hasilnya adalah tegangan melintasi LED hijau tidak akan pernah naik di atas 0,7 V dan akan tetap dalam keadaan rangkaian terbuka ekuivalen seperti ditunjukkan pada Gambar 2.36.

Hasilnya adalah

Vo = 12 V - 0,7 V = 11,3 V

EXAMPLE:2.37-2.38

Solusi: Tegangan (tekanan) yang diberikan sedemikian rupa untuk menghidupkan kedua dioda, seperti yang ditunjukkan oleh arah arus yang dihasilkan dalam jaringan Gambar 2.38. Perhatikan penggunaan singkatan notasi untuk dioda “on” dan solusinya diperoleh melalui penerapan teknik yang diterapkan pada jaringan dc seri-paralel. Kita punya

Menerapkan hukum tegangan Kirchhoff di sekitar loop yang ditunjukkan dalam arah searah jarum jam menghasilkan

4. Problem[kembali]

1. A. Tentukan nilai v0 dan i0

+10V- 0,7V-2i0-4i0=0

6i0=9,3v => i0= 1,55 mA

Vo-4Io =0

Vo = 4* 1,55 mA* K Ohm

Vo = 6,2V

B. Tentukan Vo dan I

16V - 0,7V - 0,7V - 4,7I = 12V

I = 0,55 mA

Vo - 4,71 = 12V

Vo = 12+ 4,7* 0,55

Vo = 14,6 v

c. Tentukan V01,V02, dan I

Dari rangkaian V01 = 0,7v dan V02 = 0,7v

dari mesh kiri

-20 + i1* 1000 + 0,7 =0

I1 = 19,3/1000 = 19,3 mA

dari mesh kanan

-0,7 + i2 * 0,47 +0,7 = 0

I2*0,47 = 0

I2 = 0

I = i1 + i2 = 19,3 mA + 0 mA = 19,3 mA

5. Pilihan ganda[kembali]

Rangkaian listrik yang memiliki dua atau lebih jalur rangkaian yang terpisah dan berakhir pada titik yang sama disebut sebagai? a. Rangkaian seri b. Rangkaian paralel c. Rangkaian seri-paralel d. Rangkaian campuran

Jawaban: b. Rangkaian paralel

alam rangkaian seri-paralel, resistor yang terhubung secara seri memiliki nilai resistansi 20 ohm, 30 ohm, dan 50 ohm. Jika resistor 20 ohm dan 30 ohm dihubungkan secara paralel, berapa total nilai resistansi rangkaian? a. 20 ohm b. 25 ohm c. 30 ohm d. 35 ohm e. 50 ohm

Jawaban: d. 35 ohm

3. Apa yang terjadi jika tahanan total dalam rangkaian seri ketika ditambahkan tahan baru?

A) Tahanan total akan meningkat B) Tahanan total akan tetap sama C) Tahanan total akan menurun D) Tergantung pada tahanan baru yang ditambahkan

Jawaban: A) Tahanan total akan meningkat

6. Percobaan dan video[kembali]