Rangkaian Hambatan Listrik (Resistor) Seri dan Paralel serta Cara Menghitung Nilai Resistor

Berikut ini merupakan pembahasan tentang rangkaian hambatan listrik, rangkaian resistor seri, rangkaian resistor paralel, rangkaian seri resistor dan rangkaian paralel resistro, serta cara menghitung nilai resistor dilengkapi dengan rumus resistor dan contoh soal tentang resistor.

Rangkaian Hambatan Listrik (Resistor)

Besarnya kuat arus mengikuti turunan Hukum Ohm, yaitu besarnya arus yang melewati suatu rangkaian merupakan hasil bagi antara tegangan V dan hambatan R.

Bagaimana jika suatu rangkaian terdiri atas rangkaian seri dan rangkaian paralel? Bagaimana cara menghitung hambatan (resistor) totalnya?

a. Rangkaian Seri Resistor

Rangkaian seri resistor adalah rangkaian yang terdiri atas sumber tegangan dan minimal dua resistor (hambatan listrik) yang disusun secara berderet. 

Kuat arus listrik yang mengalir pada setiap resistor adalah sama besar dan besar tegangan tergantung besar hambatan. Rangkaian seri dapat juga disebut sebagai rangkaian pembagi tegangan.

Gambar: Rangkaian Resistor Seri

Gambar di atas memperlihatkan empat buah resistor yang disusun secara seri. Telah disebutkan bahwa rangkaian seri resistor merupakan rangkaian pembagi tegangan. Dari rangkaian tersebut dapat diperoleh persamaan tegangan sebagai berikut.

E = Vae = Vab + Vbc + Vcd + Vde

Menurut hukum Ohm tegangan merupakan hasil kali kuat arus I dan hambatan R. Dengan demikian persamaan di atas dapat dituliskan sebagai berikut.

E = Vae = Iab • R1 + Ibc • R2 + Icd • R3 + Ide • R4

Karena di dalam rangkaian seri kuat arus yang melalui setiap resistor besarnya sama, persamaan di atas dapat dituliskan sebagai berikut.

E = Vae = I • R1 + I • R2 + I • R3 + I • R4

E = Vae = I • (R1 + R2 + R3 + R4)

E = Vae = I • Rs

Rs adalah hambatan pengganti dari rangkaian resistor yang dirangkai seri.

Rs = R1 + R2 + R3 + R4

Secara umum persamaan tahanan pengganti dari resistor yang disusun secara seri dituliskan sebagai berikut.

Rs = R1 + R2 + R3 + R4 + ... Rn

Contoh Soal Hambatan Listrik (Resistor) Seri

1. Jika diketahui dua buah resistor masing-masing 4 ohm. Dua resistor tersebut disusun secara seri, kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan 6 volt. Hitunglah besarnya arus yang mengalir pada setiap resistor tersebut!

Jawab:
R1 = R2 = 4 ohm
Rs = R1 + R2 = 4 + 4 = 8 ohm

I = .... ?

I = V/R
  = 6 volt/ 8 ohm
  = 0,75 A

Jadi,besarnya arus listrik yang mengalir pada setiap resistor adalah 0,75 A.

2. Diketahui 3 buah resistor identik disusun secara seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan 27 V. Jika diketahui kuat arus yang melewati resistor adalah 3 A, hitunglah besarnya hambatan setiap resistor!

Jawab:
V = 27 V
I = 3 A

R = .... ?

Dari hukum Ohm diperoleh:
R = V/I
   = 27 volt/3 A
   = 9 ohm

Karena ketiga resistor tersebut identik yang berarti besar hambatannya sama, diperoleh besarnya hambatan setiap resistor yaitu 9/3 = 3 ohm.

b. Rangkaian Paralel Resistor

Kamu telah mempelajari bagaimana jika beberapa resistor disusun secara seri. Bagaimana jika resistor-resistor ini disusun paralel?

Rangkaian paralel resistor adalah rangkaian yang terdiri atas resistor yang disusun paralel/sejajar satu sama lainnya. 

Jika pada rangkaian seri, arus yang melalui resistor akan sama dan tegangannya berbeda bergantung pada nilai hambatannya.

Adapun pada rangkaian paralel resistor, arus yang melalui setiap hambatan akan berbeda dan tegangan setiap resistor akan sama. Gambar di bawah ini merupakan gambar sebuah rangkaian paralel resistor.

Gambar: Rangkaian Resistor Paralel

Berdasarkan Hukum I Kirchhoff diperoleh:

I = I1 + I2 + I3 + I4 

Telah disebutkan bahwa tegangan pada setiap resistor pada rangkaian paralel adalah sama.

Vab = Vcd = Vef = Vgh = V

Sehingga diperoleh:

Dengan demikian hambatan pengganti paralel dirumuskan:

Contoh Soal Rangkaian Listrik (Resistor) Paralel

Lima buah resistor masing-masing memiliki tahanan 5 ohm disusun secara paralel. Rangkaian tersebut dihubungkan dengan tegangan 20 V. Hitunglah kuat arus yang melewati setiap tahanan!

Jawab:
R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 5 ohm
V = 20 V

I = .... ?

Menghitung tahanan pengganti rangkaian resistor paralel:

Sehingga Rp = 1 ohm

Menurut hukum Ohm:
I = V/R
  = 20 volt/1 ohm
  = 20 A
Karena setiap resistor nilai tahanannya sama, arus yang melewatinya pun akan sama, yaitu:
I tiap resistor = 1: (banyaknya resistor)
                      = 20 A : 5
                      = 4 A
Jadi, besar arus yang mengalir pada setiap resistor adalah 4 A.