Rangkaian resistor paralel adalah susunan beberapa resistor, dimana kedua ujung terminalnya masing masing saling terhubung secara bersama sama. Berbeda dengan konfigurasi rangkaian resistor seri, pada sirkuit resistor paralel ini, arus listrik mempunyai jalur aliran yang bercabang. Sehingga aliran arus pada tiap resistor akan mempunyai besaran yang berbeda.
Karena itu konfigurasi jaringan resistor paralel sering digunakan pada rangkaian elektronika sebagai pembagi arus listrik.
Besar tegangan yang mengalir pada setiap resistor paralel adalah sama, karena tegangan listrik memasuki tiap resistor melalui jalur atau titik yang sama. Coba perhatikan gambar di bawah ini.
Pada gambar diatas, kedua ujung kaki resistor masing masing terhubung pada titik atau jalur yang sama. Sehingga aliran tegangan akan mengalir ke tiap resistor dengan sama besarnya. Sementara arus listrik memiliki beberapa pilihan jalur untuk mengalir menuju ke titik B dengan melewati beberapa resistor. Karena itu, aliran arus listrik pada rangkaian akan mempunyai besaran yang berbeda.
Di artikel ini kita akan membahas lebih dalam lagi tentang rangkaian resistor paralel dan disertai dengan rumus serta beberapa contoh perhitungannya. Jika anda tertarik, silahkan lanjutkan membaca artikel ini.
Rumus rangkaian resistor paralel
Pada konfigurasi sirkuit resistor yang disusun secara seri, kita tahu bahwa nilai hambatan total dari sirkuit seri tersebut adalah jumlah dari keseluruhan hambatan masing masing resistor. Pada konfigurasi jaringan resistor paralel , untuk mencari nilai hambatan total dari rangkaian tersebut menggunakan cara perhitungan yang berbeda.
Berikut ini merupakan rumus untuk menghitung nilai total hambatan pada sirkuit resistor paralel :
\frac{1}{R_{total}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}+ \frac{1}{R_3} + ... \frac{1}{R_n}Jika dua buah atau lebih resistor dengan nilai yang sama disusun secara paralel, maka hambatan totalnya adalah nilai hambatan resistor berbanding terbalik jumlah resistor.
Misalnya tiga buah resistor dengan nilai hambatan sebesar 30 Ohm disusun secara paralel, maka besar hambatan totalnya adalah 30 / 3 = 10 Ohm.
Perhatikan, nilai hambatan total dari resistor yang dirangkai secara paralel akan selalu makin berkurang jika ditambahkan lagi resistornya.
Contoh soal 1
Hitung nilai hambatan total dari konfigurasi rangkaian resistor di bawah ini jika masing masing resistor bernilai hambatan 120Ω, 100Ω dan 150Ω? .
Nilai hambatan total adalah :
\frac{1}{R_{Total}} = \frac{1}{120} + \frac{1}{100} + \frac{1}{150} \\ = \frac{5}{600} + \frac{6}{600} + \frac{4}{600} \\ = \frac{15}{600} = \frac{1}{40} = 40 ΩPerhitungan diatas dapat dilakukan untuk mencari hambatan total atau resistor pengganti dari rangkaian paralel resistor. Namun jika sirkuit paralel hanya terdiri dari dua buah resistor, maka dapat menggunakan rumus yang lebih sederhana, seperti yang ditunjukkan di bawah ini :
R_{Total} = \frac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2}Contoh soal 2
Hitung nilai resistor pengganti untuk dua buah resistor yang dirangkai secara paralel dengan masing masing nilai hambatan resistor tersebut adalah 100k dan 320k dan diberikan tegangan sebesar 12 volt ?
Jawab:
Karena hanya menggunakan dua buah resistor, maka kita bisa menghitung nilai resistor pengganti dengan rumus yang lebih sederhana.
R_{Total} = \frac{100 \times 320}{100 + 320} = \frac{32000}{420} = 76,2 KΩJika kita perhatikan, nilai hambatan total dari konfigurasi resistor paralel selalu lebih kecil dari nilai hambatan resistor yang paling kecil. Seperti pada contoh soal 2 diatas, dimana hambatan resistor pengganti adalah 76,2 KΩ. Nilai hambatan ini lebih kecil dari nilai hambatan paling kecil di dalam rangkain, yaitu 120 KΩ
Begitu pun pada contoh soal 1, dimana nilai hambatan totalnya adalah 40 Ohm. Ini lebih kecil dari nilai hambatan resistor yang paling kecil di dalam rangkaian, yaitu 100 Ohm.
Menghitung arus listrik pada rangkaian resistor paralel
Besar arus total yang mengalir pada rangkaian paralel resistor adalah jumlah dari semua arus yang mengalir pada tiap resistor. Namun, besar arus yang mengalir pada tiap resistor tidak selalu sama, bergantung pada nilai resistensi yang dimiliki oleh resistor tersebut.
Coba perhatikan lagi contoh rangkaian resistor paralel diatas. Besar arus yang masuk dari titik A akan sama dengan besar arus yang keluar melalui titik B. Namun besar arus yang melintasi tiap resistor tidak akan sama.
Hal ini sesuai dengan hukum arus Kirchoff, dimana besar arus masuk dan arus keluar pada suatu rangkaian adalah sama. Artinya tidak ada arus yang hilang.
Dengan demikian kita dapat merumuskan besar arus total pada contoh rangkaian diatas adalah :
I_{Total} = I_{R_1} + I_{R_2} + I_{R_3}Untuk menghitung besar arus listrik yang melewati tiap resistor kita bisa berpedoman pada rumus Ohm.
Jadi, pada contoh soal 1, kita bisa menghitung besar aliran arus listrik pada tiap resistor adalah sebagai berikut :
I_{R_1} = \frac{V}{R_1} = \frac{12 V}{120Ω} = 0,1A \\
I_{R_2 } = \frac{V}{R_2} = \frac{12V}{100Ω} = 0,12A \\
I_{R_3} = \frac{V}{R_3} = \frac{12V}{150Ω} = 0,08ASementara besar arus yang mengalir pada rangkaian adalah : 0,1A + 0,12A + 0,08A = 0,3A. Dan ini sesuai dengan hukum Ohm, dimana arus total adalah :
I_{Total}= V\times R_{Total} = 12V\times 40Ω = 0,3ASekarang kita tahu bahwa besar arus total pada rangkaian hambatan paralel adalah jumlah dari keseluruhan arus yang mengalir pada tiap hambatan atau resistor. Sehingga dapat dituliskan dengan rumus :
I_{Total} = I_1 + I_2 + I_3 + ... I_n Contoh soal resistor pembagi arus listrik
Perhatikan gambar di bawah ini. Hitung hambatan total dan arus yang mengalir pada setiap resistor serta besar arus total pada rangkaian ?
Jawab :
Besar hambatan total adalah :
\frac{1}{R_{Total}} = \frac{1}{15} + \frac{1}{30} + \frac{1}{10} + \frac{1}{60} \\
= \frac {4}{60}+ \frac{2}{60} +\frac{6}{60} + \frac{1}{60} \\
\frac{13}{60} = 4,615ΩUntuk menghitung arus yang mengalir pada tiap resistor kita bisa menggunakan rumus Ohm.
I_1 = \frac{V_s}{R_1} = \frac{24}{15}= 1,6A \\
I_2 = \frac{V_s}{R_2} = \frac{24}{30}= 0,8A \\
I_3 = \frac{V_s}{R_3} = \frac{24}{10}=2,4A \\
I_4 = \frac{V_s}{R_4} = \frac{24}{60}=0,4A \\
\\
I_{Total}= 1,6+ 0,8 + 2,4 + 0,4 = 5,2AKita juga bisa menghitung arus total dengan menggunakan variable hambatan total :
I_{Total} = \frac{V_S}{ R_{Total}}
= \frac{24V }{4,614Ω} = 5,2ARingkasan
Beberapa resistor dapat dikatakan terhubung secara paralel jika kedua ujung kaki resistor tersebut masing masing saling terhubung secara bersama sama. Tegangan yang mengalir pada rangkaian resistor paralel memiliki besar yang sama di semua resistor. Namun besar arus yang mengalir pada masing masing resistor tidak sama.
Besar arus yang mengalir pada tiap resistor dihitung menggunakan rumus Ohm. Sehingga besar arus listrik yang mengalir pada hambatan berbanding terbalik dengan besar resistensi hambatan tersebut. Artinya, makin besar nilai resistensi hambatan atau resistor maka akan semakin berkurang aliran arus listriknya.
Nilai hambatan total atau resistor pengganti dari sirkuit resistor paralel merupakan perbandingan terbalik dari jumlah semua hambatan resistor pada sirkuit. Nilai hambatan resistor pengganti akan selalu lebih kecil dari nilai hambatan terkecil resistor yang ada pada rangkaian atau sirkuit paralel.
Meskipun kita mengubah atau menukar posisi tiap resistor pada di dalam konfigurasi paralel tidak akan mengubah nilai hambatan total dari rangkaian.
Demikian ulasan lengkap pembahasan rangkaian resistor secara paralel dan rumusnya serta beberapa contoh perhitungannya.
