Menghitung Arus, Tegangan, Daya, dan Resistansi pada Rangkaian Paralel

Untuk memahami struktur rangkaian paralel dapat dilihat dari hubungan antar kaki (terminal) setiap komponen elektronika. Jika pangkal kaki suatu komponen dihubungkan dengan pangkal komponen lainnya dan ujung kaki komponen tersebut dihubungkan dengan ujung kaki komponen lainnya, maka hubungan seperti ini disebut paralel dimana setiap komponen dijajarkan. Apabila setiap ujung kaki tersebut dihubungkan ke sumber tegangan, dalam elektronika disebut dengan istilah rangkaian tertutup (close circuit) sehingga arus dapat mengalir dari sumber tegangan melalui komponen-komponen tersebut. Arus yang mengalir pada setiap komponen pada rangkaian paralel dapat berbeda tergantung besar kecilnya resistansi komponen tersebut. Dengan kata lain arus sumber akan dibagi ke setiap komponen dan akan menyatu kembali di ujung rangkaian. Pada rangkaian paralel, tegangan di setiap ujung kaki komponen adalah sama besar.

Untuk menghitung arus, tegangan, daya, dan resistansi pada rangkaian paralel dapat menggunakan kombinasi antara hukum Ohm dan hukum Kirchhoff. Menurut hukum Kirchhoff, arus yang mengalir dan menuju satu titik akan sama dengan arus yang keluar dari titik tersebut, I = I1 + I2 + In atau I1 + I2 + In = I. Penjelasan lebih detil mengenai hukum Ohm dan hukum Kirchhoff akan dibahas di posting lain.

Perhatikan gambar di bawah yang terdiri dari sumber tegangan (V) dan dua buah resistor (R1 dan R2) yang dipasang paralel. Arus sumber (arus total) akan terbagi dua yang akan mengalir ke R1 (I1) dan ke R2 (I2), sedangkan di setiap ujung resistor arus akan bergabung kembali. Oleh sebab itulah arus yang mengalir pada setiap resistor besarnya belum tentu sama, tergantung besar kecilnya resistor-resistor tersebut. Semakin besar resistansi maka akan semakin kecil arus yang mengalir, begitu juga sebaliknya. Oleh karena itu untuk menghitung arus, tegangan, daya, dan resistansi pada rangkaian paralel tidak bisa menggunakan cara-cara perhitungan seperti pada rangkaian seri.

Rangkaian Paralel

Rangkaian Paralel

Untuk lebih jelasnya sahabat dapat memperhatikan contoh gambar di atas. Jika tegangan sumber (V) adalah 12 Volt, R1 = 2 KΩ, dan R3 = 3 KΩ, berapa arus yang mengalir di setiap resistor dan berapa daya masing-masing resistor tersebut?

Berikut solusinya:

Diketahui
V = 12 Volt
R1 = 2 KΩ = 2.000 Ω
R2 = 3 KΩ = 3.000 Ω
V = VR1 = VR2 = 12 V

Menghitung Resistansi
1/RTotal = 1/R1 + 1/R2 (rumus resistor paralel)
1/RTotal = 1/2.000 + 1/3.000
1/RTotal = 3/6.000 + 2/6.000 (samakan penyebutnya)
1/RTotal = 5/6.000
RTotal = 6.000/5
RTotal = 1.200 Ω atau 1.2 KΩ

Menghitung Arus
V = I x R (hukum Ohm)
I = V / R
ITotal = V/RTotal
ITotal  = 12 / 1.200
ITotal = 0.01 A atau 10 mA

Gunakan perbandingan terbalik untuk menghitung arus I1 dan I2 (ada 5 bagian yakni dari penyederhanaan 2 KΩ dan 3 KΩ) jadi
ITotal = I1 + I2
3/5 + 2/5 = 5/5 atau 1
I1 = tiga bagian dari 5
I2 = dua bagian dari 5

I1 = 3/5 x ITotal
I1 = 3/5 x 0.01
I1 = 0.006 A atau 6 mA

I2 = 2/5 x ITotal
I2 = 2/5 x 0.01
I2 = 0.004 A atau 4 mA

ITotal = I1 + I2
ITotal = 0.006 + 0.004
ITotal = 0.01 A atau 10 mA

Menghitung Tegangan
V = VR1 = VR2 (tegangan pada rangkaian paralel besarnya sama)
VR1 = 12 Volt
VR2 = 12 Volt

Menghitung Daya
P = I x V
P1 = I1 x VR1
P1 = 0.006 x 12
P1 = 0.072 Watt atau 72 mW

P2 = I2 x VR2
P2 = 0.004 x 12
p2 = 0.048 Watt atau 48 mW

Kesimpulan

  1. Besarnya arus total adalah 10 mili Ampere
  2. Arus yang mengalir di R1 (I1) adalah 6 mili Watt
  3. Arusyang mengalir di R2 (I2) adalah 4 mili Watt
  4. Daya di R1 (P1) adalah 72 mili Watt
  5. Daya di R2 (P2) adalah 48 mili Watt

Demikian penjelasan singkat mengenai metode untuk menghitung arus, tegangan, daya, dan resistansi pada rangkaian paralel. Semoga bermanfaat.