Cara Menghitung Hambatan Rangkaian Listrik Serial dan Paralel

Menghitung total hambatan resistor pada rangkaian listrik serial dan paralel - Setiap komponen listrik umumnya menggunakan resistor atau memiliki hambatan. Hambatan dalam komponen listrik berguna dalam mengatur tegangan dan arus listrik. Setelah sebelumnya kita membahas bagaimana cara memperoleh nilai hambatan (ohm) dalam sebuah resistor, kini kita akan menghitung bagaimana menjumlahkan hambatan dalam rangkaian listrik.
Sekedar mengingatkan, resistor atau hambatan memiliki simbol R , dan satuan hambatan ditulis dalam ohm atau biasa ditulis dalam symbol omega (Ω). Adapun simbol resistor dalam rangkaian listrik dapat dilihat sbb:

Simbol Resistor / Hambatan dalam Rangkaian Listrik

Secara umum ada tiga tipe rangkaian utama dalam menyusun resistor didalam rangkaian listrik yakni rangkaian seri, rangkaian paralel dan rangkaian kombinasi. Kegita jenis rangkaian tersebut akan dibahas lebih detail satu persatu dibawah ini.

 

RANGKAIAN SERI

Rangkaian listrik yang pertama, Rangkaian Seri , merupakan rangkaian resistor yang disusun secara serial, berderet, berurutan, sambung menyambung satu sama lain. Contoh paling sederhana dalam penggunaan rangkaian seri adalah batu baterai pada senter yang disusun secara lurus serial, sambung menyambung antara ujung baterai. Bila salah satu baterai rusak dan tidak dapat mengalirkan arus listrik maka keseluruhan rangkaian akan mati, lampu tidak akan menyala.

Sebagai ilustrasi dalam bentuk gambar, rangkaian seri dapat dilihat pada gambar berikut:

Rangkaian Serial Resistor

Bila R_total adalah nilai total hambatan pada rangkaian maka rumus untuk mendapatkan jumlah hambatan pada rangkaian seri tersebut adalah dengan menjumlahkan semua nilai hambatan pada resistor yang ada :

Rumus Hambatan Total pada Rangkaian Serial

Sebagai contoh, jika kita memiliki empat resistor dengan hambatan pada R₁ = 5 ohm, R₂ =2 ohm, R₃ =4 ohm, dan R₄ =8 ohm, maka nilai hambatan total adalah:

R_total = R₁ + R₂ + R₃+ R₄ = 5 + 2 + 4 + 8 = 19 ohm.

 

RANGKAIAN PARALEL

Yang kedua, Rangkaian Paralel , adalah rangkaian yang disusun secara paralel atau sejajar. Contoh paling umum adalah pemasangan lampu di rumah. Setiap lampu memiliki jalur sendiri jadi bila lampu di teras mati, lampu di ruang tidur masih dapat hidup. Lampu yang satu mati dan tidak ada arus mengalir tidak akan mengganggu “kehidupan” lampu yang lain. Dengan demikian, dapat disimpulkan untuk rangkaian seri tentu membutuhkan kabel yang lebih minimal dibanding rangkaian paralel. Meskipun demikian, bila salah satu komponen pada rangkaian seri mati maka semua rangkaian akan mati. Sebaliknya, pada rangkaian paralel meskipun membutuhkan kabel lebih banyak akan tetapi bila salah satu komponen mati maka komponen yang lain masih dapat menyala.
Ada berbagai macam cara untuk menggambarkan rangkaian paralel tetapi secara umum ada dua bentuk yang sering dipakai seperti ilustrasi gambar di bawah ini :

Rangkaian Paralel Resistor

Kedua bentuk rangkaian paralel diatas pada hakikatnya adalah sama baik bentuk (a) maupun (b) akan memberikan nilai total hambatan yang sama. Rumus untuk menghitung nilai total hambatan pada resistor yang ada pada rangkaian paralel adalah sebagai berikut:

Rumus Hambatan Resistor pada Rangkaian paralel

Sebagai contoh praktek kita gunakan resistor yang sama pada rangkaian seri. Misalkan kita memiliki empat resistor dengan hambatan pada R₁ = 5 ohm, R₂ =2 ohm, R₃ =4 ohm, dan R₄ =8 ohm, maka nilai hambatan total pada rangkaian paralel adalah:

Contoh perhitungan hambatan total pada rangkaian paralel

Jika anda tidak mau pusing dengan menyamakan penyebut maka lakukan saja dengan bilangan desimal, dengan resiko kehilangan presisi angka. Agar tidak kehiangan presisi angka sebaiknya jangan melakukan pembulatan terlebih dahulu pada hasil pecahan untuk setiap hambatan. Kita gunakan contoh di atas.

Contoh perhitungan hambatan total pada rangkaian paralel dengan bilangan desimal

 

RANGKAIAN KOMBINASI

Rangkaian seri dan rangkaian paralel memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Oleh karena itu, untuk optimalisasi terkadang digunakan jenis rangkaian ketiga, yakni rangkaian Kombinasi atau sering juga disebut rangkaian campuran, yakni rangkaian listrik yang menggunakan rangkaian seri dan paralel.

Untuk menghitung jumlah hambatan pada rangkaian kombinasi kita harus melihat dengan jeli tipikal rangkaian. Bila dianalogikan dengan perhitungan aritmatika, maka kita harus menyelesaikan dahulu perhitungan pada kurung yang paling dalam.

Contoh sederhana dari rangkaian kombinasi adalah sebagai berikut :

Contoh Rangkaian Kombinasi sederhana

Pada rangkaian di atas, kita harus menghitung nilai pada rangkaian paralel R2 dan R3. Setelah itu baru dihitung dengan R1.

Misalkan kita masih menggunakan resistor sebelumnya dimana R₁ = 5 ohm, R₂ =2 ohm, R₃ =4 ohm.

Pertama-tama kita hitung nilai hambatan pada rangkaian paralel R₂ dan R₃ yang kita sebut dengan R₂₃ .

Contoh menghitung total hambatan pada rangkaian kombinasi

Setelah R₂₃ diketahui selanjutnya kita hitung dengan R₁ , jadi :

R_total = R₁ + R₂₃ = 5 + 1,33 = 6,33 ohm.

Contoh lainnya, misalkan dengan resistor yang sama kita buat menjadi rangkaian baru seperti gambar berikut :

Contoh Rangkaian kombinasi sederhana (2)

Untuk rangkaian di atas, kita harus selesaikan dahulu R₁ dan R₂ misalkan menjadi R₁₂ . Setelah itu baru kita hitung hambatan paralel antara dengan R₁₂ dan R₃
.

Hitung dahulu hambatan R1 dan R2 dengan rumus rangkaian seri :

R₁₂ = R₁ + R₂ = 5 + 2 = 7 ohm

Selanjutnya kita hitung R_total dengan menggunakan rumus rangkaian paralel :

1/R_total = 1 / R₁₂ + 1/R₃ = 1/7 + 1/4 = 4/28 + 7/28 = 11/28

R_total = 28/11 = 2,55 ohm


 

MENGHITUNG CEPAT HAMBATAN RANGKAIAN LISTRIK DENGAN MICROSOFT EXCEL

Proses perhitungan yang paling merepotkan adalah menghitung rangkaian paralel khususnya pada bagian 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + dst. Ada trik microsoft excel yang dapat memudahkan anda dalam menghitung angka tersebut. Kalau dijelasin lebih panjang akan lebih lama, jadi mari kita praktekkan saja.

Misalkan kita ingin menghitung rangkaian paralel :

1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + 1/R₄

Dimana R₁ = 5 ohm, R₂ =2 ohm, R₃ =4 ohm, dan R₄ =8 ohm.

Langkah-langkah yang perlu anda lakukan di microsoft Excel adalah sebagai berikut :
 

1. Pertama-tama ketik semua nilai hambatan, misalkan berturut-turut 5, 2, 4 dan 8 pada cell A2 hingga A5 .


2. Selanjutnya ketik rumus pada cell B2 dengan =SUM(1/A2:A5 lalu tekan tombol CTRL+SHIFT+ENTER . Rumus akan menjadi terlihat {=SUM(1/A2:A5)} . Anda harus menggunakan tombol CTRL+SHIFT+ENTER agar hasil sesuai dengan 1/2+ 1/5 + 1/4 + 1/8.





Menghitung resistor paralel (1/Rtotal)



3. Setelah itu pada cell C2 ketik rumus =1/B2 lalu tekan tombol ENTER untuk mendapatkan hasil perhitungan nilai hambatan paralel.





Menghitung Resistor pada rangkaian Paralel dengan menggunakan microsoft excel




4. Bila anda penasaran, silahkan download file menghitung hambatan pada rangkaian paralel ;)

 

Tips Menghitung Hambatan Rangkaian Listrik

• Memasang resistor perlu kreativitas. Untuk mendapatkan hambatan yang lebih besar gunakan rangkaian serial, tetapi bila ingin jumlah hambatan yang lebih kecil gunakan saja rangkaian paralel


• Untuk mempermudah perhitungan hambatan pada rangkaian paralel dapat menggunakan microsoft excel atau alat bantu lainnya. Meskipun demikian anda perlu tetap tahu konsep dari perhitungan rangkaian paralel agar hasil perhitungan sesuai rumus yang berlaku

Anda bisa menggunakan menghitung hambatan dengan menggunakan aplikasi yang telah disediakan oleh hitung.id berupa kalkulator menghitung hambatan pada rangkaian paralel dan seri (ohm) seperti di atas. Selain hasil perhitungan, juga disediakan dengan penjelasan langkah-langkah perhitungannya.