Arus dalam Rangkaian Seri & Paralel Panduan

Ikhtisar

Aliran muatan listrik mengikuti hukum kekekalan yang ketat. Dalam rangkaian seri, hanya ada satu jalur untuk arus; dalam rangkaian paralel, arus terbagi menjadi beberapa jalur. Eksperimen ini akan membantu Anda menemukan aturan arus dalam rangkaian seri dan paralel melalui simulasi waktu nyata dan perbandingan data.

Latar Belakang

• Tumpukan Volta: Pada tahun 1800, Volta menemukan baterai, memungkinkan studi tentang arus listrik yang stabil.
• Hukum Kirchhoff: Pada tahun 1845, Gustav Kirchhoff mengusulkan hukum rangkaian yang secara ketat menjelaskan hubungan konservasi arus simpul dan tegangan loop.
• Era Elektrifikasi: Edison awalnya mempromosikan jaringan arus searah (DC) (berfokus pada beban paralel), sementara Tesla mempromosikan arus bolak-balik (AC), yang akhirnya meletakkan dasar bagi sistem tenaga modern.

Konsep Utama

Formula & Penurunan

Langkah Eksperimen

1. 1

   Amati Arus Seri

   Pilih "Rangkaian Seri" di panel kontrol. Atur $R_1=10\Omega$, $R_2=20\Omega$, dan tutup sakelar. Amati pembacaan ampermeter $I$, $I_1$, dan $I_2$. Apakah arusnya persis sama, meskipun resistansinya berbeda?
2. 2

   Beralih ke Rangkaian Paralel

   Ubah rangkaian menjadi "Rangkaian Paralel". Amati bagaimana arus terbagi dalam diagram rangkaian. Apa hubungan antara arus utama dan arus cabang?
3. 3

   Eksplorasi Pembagian Arus Paralel

   Dalam mode paralel, pertahankan $R_1=10\Omega$ konstan dan coba tingkatkan resistansi $R_2$. Amati perubahan pada $I_1$ dan $I_2$. Semakin besar resistansi cabang, semakin ____ arus yang diterimanya?
4. 4

   Verifikasi Rumus Arus Total

   Catat pembacaan $I_1$ dan $I_2$ pada saat tertentu dan hitung apakah jumlahnya sama dengan arus total $I_{total}$. Coba ubah tegangan catu daya untuk melihat apakah aturan ini masih berlaku.

Hasil Pembelajaran

• Belajar membedakan karakteristik struktural rangkaian seri dan paralel.
• Memverifikasi secara eksperimental aturan bahwa arus sama di mana-mana dalam rangkaian seri.
• Memverifikasi secara eksperimental aturan bahwa arus utama sama dengan jumlah arus cabang dalam rangkaian paralel.
• Memahami efek resistansi pada pembagian arus dalam rangkaian paralel: resistansi yang lebih besar menyebabkan arus yang lebih kecil.

Aplikasi Nyata

• Rangkaian Rumah: Soket dan lampu biasanya dihubungkan secara paralel, memastikan bahwa jika satu lampu mati, yang lain tetap menyala, dan setiap perangkat dapat menarik arus dari suplai utama.
• Lampu Dekoratif: Lampu string gaya lama menggunakan koneksi seri, jadi jika satu bola lampu mati, seluruh string akan mati.
• Dasbor Mobil: Berbagai sensor dan indikator dihubungkan secara paralel sehingga tidak saling mengganggu.

Kesalahpahaman Umum

Bacaan Lebih Lanjut

• Wikipedia - Rangkaian seri dan paralel