Rumus Hambatan Pengganti dan Contoh Soal pada Rangkaian Listrik

Ilustrasi Rumus Hambatan Pengganti. Foto: Pixabay.

Hambatan pengganti atau yang disebut juga resistor merupakan bagian dalam rangkaian listrik. Fungsinya untuk menghambat arus listrik.

Hambatan pengganti perlu dihitung ketika hendak menggunakan rangkaian listrik. Hal tersebut supaya arus dan tegangan listrik dalam rangkaian bisa diperoleh sesuai dengan yang dibutuhkan.

Lantas, bagaimana rumus hambatan pengganti pada rangkaian listrik? Untuk mengetahuinya simak penjelasan lengkapnya di bawah sini.

Pengertian Hambatan Pengganti

Ilustrasi Rumus Hambatan Pengganti. Foto: Pixabay.

Merujuk laman Rumah Belajar Kemendikbud, hambatan pengganti dapat disebut sebagai hambatan total. Hambatan atau resistor merupakan piranti elektronika yang berfungsi untuk mengatur arus listrik yang akan mengalir. Secara sederhana, hambatan pengganti adalah cara untuk menghambat arus listrik.

Jika semakin besar hambatannya, maka arus listrik akan sulit mengalir (arus listrik kecil). Dan sebaliknya, apabila hambatannya kecil, arus akan mudah mengalir (arus listrik besar).

Hambatan ini bisa dihubungkan satu sama lain dalam berbagai kombinasi rangkaian listrik, baik seri dan paralel. Untuk membentuk jaringan hambatan atau resistor yang bisa bertindak sebagai pengatur tegang, pembagi tegang, atau pembatas arus dalam suatu rangkaian.

Pada dasarnya, hambatan merupakan “perangkat pasif” yang artinya alat ini tidak mengandung sumber daya, namun hanya melemahkan atau mengurangi tegangan atau arus yang melewatinya. Hal ini berfungsi untuk menghasilkan energi listrik yang hilang dalam bentuk panas.

Jadi, pengertian hambatan pengganti adalah besar hambatan setara dengan hambatan yang dihasilkan semua hambatan di suatu rangkaian listrik. Cara menghitung hambatan pengganti antara susunan rangkaian listrik seri dan paralel berbeda. Berikut penjelasannya.

Rumus Hambatan Pengganti dan Cara Menghitungnya

Ilustrasi Rumus Hambatan Pengganti. Foto: Pixabay.

Dikutip dari buku Karakteristik Arus dan Tegangan pada Rangkaian Seri dan Rangkaian Paralel dengan Menggunakan Resistor karya Andi Rosman, dkk, berikut rumus, contoh soal dan cara menghitung hambatan pengganti pada tiap rangkaian listrik.

1. Rumus Hambatan Pengganti Pada Rangkaian Listrik Seri

Dalam rangkaian seri, hambatan pengganti memiliki jumlah sama dengan seluruh hambatannya. Dan setiap hambatan pengganti atau resistor dialiri besaran arus yang sama, sehingga resistor dapat bekerja seperti yang diharapkan, berikut rumusnya:

Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. Rn

Contoh soal 1

Tiga buah hambatan masing masing, 5 Ω, 6 Ω, dan 8 Ω. Tentukan besaran hambatan pengganti jika aliran listrik pada dirangkai seri.

Cara Menghitung:

R(total) = R1 + R2 + R3

R(total) = 5 + 6 + 8

R(total) = 19 Ω

Jadi, besar hambatan pengganti dalam rangkaian tersebut sebesar 19 Ω.

Contoh Soal 2

Tiga buah resistor disusun secara seri dengan hambatan masing-masing sebesar 4 Ω, 8 Ω, dan 12 Ω. Berapa besar total hambatan dalam rangkaian tersebut?

Cara Menghitung:

R(total) = R1 + R2 + R3

R(total) = 4 + 8 + 12

R(total) = 24 Ω

Jadi, besar hambatan pengganti dalam rangkaian tersebut sebesar 24 Ω.

2. Rumus Hambatan Pengganti pada Rangkaian Listrik Paralel

Pada rangkaian listrik parelel, setiap resistor hanya bisa mengurangi aarus listrik saat melewati satu cabang. Sehingga, tiap resistor secara keseluruhan hanya memberikan dampak kecil pada hambatan pengganti seluruh rangkaian. Adapun rumus hambatan pengganti pada rangkaian listrik paralel adalah:

Rtotoal = 1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... 1/Rn

Keterangan:

Contoh soal 1

Sebuah rangkaian listrik paralel mempunyai sebuah resistor R1= 9 Ω, R2= 12 Ω, dan R3= 15. Hitung besar hambatan penggantinya.

Cara menghitung:

Rtotal = 1/R1 + 1/R2 +1/R3

Rtotal = 1/9 + 1/12 + 1/15

Rtotal = 4 Ω

Jadi, besar hambatan pengganti adalah 4 Ω.

Contoh soal 2

Misalkan R1= 10 Ω , R2= 20 Ω, dan R3= 40 Ω dan ketiganya disusun secara paralel. Hitung besar hambatan totalnya.

Cara menghitung:

Rtotal = 1/R1 + 1/R2 +1/R3

Rtotal = 1/10 + 1/20 + 1/40

Rtotal = 2,8 Ω.

Jadi, besar hambatan pengganti adalah 2,8 Ω.

3. Rumus dan Cara Menghitung Hambatan Pengganti Rangkaian Listrik Kombinasi

Sebuah rangkaian listrik kombinasi mempunyai beberapa komponen yang dihubungkan secara seri, dan beberapa yang lain secara paralel (pada cabang yang berbeda).

Rumus hambatan paralel digunakan untuk mencari hambatan pengganti dari bagian paralel pada rangkaian. Sedangkan rumus hambatan seri digunakan untuk mencari hambatan total pada bagian seri dalam rangkaian.

Begitu menemukan hambatan total pada bagian paralel, coret bagian itu dari diagram. Anggap bagian itu sebagai satu komponen dengan besar hambatan sama dengan besaran yang telah ditemukan.

Jika telah mengganti bagian paralel menjadi sebuah resistor tunggal, diagram akan menjadi sebuah rangkaian seri. Mencari hambatan total dari rangkaian listrik seri sama dengan jumlah seluruh hambatan.

Namun, jika tidak mengetahui hambatan salah satu komponen pada rangkaian, maka coba untuk mencari dengan menggunakan Hukum Ohm.

Adapun rumus Hukum Ohm adalah:

V = IR

Keterangan:

V = Tegangan

I = Arus

R = Hambatan

Langkah pertama, tentukan besar arus dan tegangan total dalam rangkaian. Selanjutnya, ubah rumus di atas untuk mencari hambatan dengan rumus berikut:

R = V / I atau hambatan = tegangan / arus

Lalu, masukkan besaran yang ditemukan ke dalam rumus ini untuk mencari hambatan total.

(SNS)