Rangkaian Listirk Campuran/Kombinasi (Pengertian, Rumus, Kelebihan&Kekurangan, Contoh Soal)

Secara umum rangkaian komponen-komponen listrik pada kenyataannya adalah kombinasi dari ragkaian seri dan parallel. Dalam penyelesainnya, tetap berpatokan pada kedua jenis rangkaian tersebut yaitu seri dan paralel.

Rangkaian campuran merupakan gabungan atau kombinasi rangkaian seri dan paralel. Agar lebih mudah untuk menyelesaikan hambatan total pada rangkaian seri, cara yang paling mudah adalah mengerjakan rangkaian paralel terlebih dahulu.

 

A.  Pengertian

Rangkaian campuran adalah rangkaian listrik yang disusun dari gabungan dua jenis rangkaian listrik yaitu seri dan paralel.

Kombinasi dari dua jenis rangkaian listrik ini, memiliki beberapa keunggulan dan kekurangan yang harus kamu ketahui sebelum menggunakan rangkaian jenis ini.

Contoh gambar rangkaian listrik campuran diberikan seperti berikut.

Persamaan arus listrik (I) dan hambatan (R) pada rangkaian campuran di atas sesuai dengan persamaan di bawah.

Ø  I = I₁+ I₂

Ø  ¹/_Rp = ¹/_R2 + ¹/_R3

R_total = R₁ + R_p

 

B. Rumus Rangkaian Campuran

Apakah kita bisa membuat rangkaian seri sekaligus paralel? Tentu saja bisa. Instalasi listrik seperti itu disebut juga sebagai rangkaian campuran.

Jadi, rangkaian listrik campuran adalah jenis rangkaian yang memadukan antara rangkaian seri dan paralel. Dengan begitu, total hambatannya dapat dihitung dengan memakai rumus rangkaian campuran seperti berikut.

 

Keterangan :

R_total = hambatan total (ohm)

R_s = hambatan pada rangkaian seri (ohm)

R_p = hambatan pada rangkaian paralel (ohm)

 

C. Kelebihan dan Kekurangan Rangkaian Listrik Campuran

Pada umumnya rangkaian listrik campuran sering digunakan pada berbagai keperluan. Diantaranya digunakan untuk instalasi skala kecil seperti pemakaian rumah tangga, atau bahkan skala besar seperti keperluan produksi di industri.

 

1.  Kelebihan Rangkaian Listrik Campuran

Beberapa keunggulan yang dimiliki oleh rangkaian campuran diantaranya adalah seperti berikut :

 

1. Karena merupakan perpaduan antara instalasi seri dan paralel, rangkaian campuran memiliki keunggulan yang dimiliki oleh kedua komponen penyusunnya tersebut.
2. Ketika menggunakan rangkaian campuran, maka Anda dapat menghindari rangkaian listrik yang kompleks. Hal ini berlaku baik dari segi desain maupun penghitungan arus, tegangan dan juga hambatannya.
3. Pada rangkaian campuran, apabila terjadi kesalahan instalasi maka nantinya akan dapat dengan mudah diketahui dan ditangani sedini mungkin.

 

2.  Kekurangan Rangkaian Campuran

Adapun kekurangan yang dimiliki oleh rangkaian listrik campuran adalah sebagai berikut:

 

1. Proses instalasi lumayan ribet karena ada kombinasi dari rangkaian listrik seri dan campuran.
2. Butuh biaya yang lumayan banyak.
3. Memakan energi yang boros.

 

D. Cara Menghitung Rangkaian Listrik Campuran

Sebenarnya cara menghitung rangkaian listrik campuran ini tidak bergitu rumit. Anda perlu melihat nilai dari tahanan dan besar hambatannya. Intinya, Anda dapat menggunakan hukum-hukum yang ada pada kedua jenis pembentuk rangkaian listrik campuran yaitu seri dan paralel.

 

Untuk mengetahui lebih jauh, mari kita lihat contoh soal rangkaian listrik campuran yang berikut ini:

 

1.  Sebuah instalasi listrik dihubungkan dengan jenis rangkaian paralel. Dimana rangkaian tersebut memiliki tahanan sebesar 56 Ω dan juga 33 Ω. Lalu terdapat juga sebuah tahanan yang dihubungkan secara seri dengan besar hambatan 47 Ω. Lalu berapa jumlah hambatan totalnya?

Diketahui :

R¹ = 56 Ω

R² = 33 Ω

R seri = 47 Ω

R total :….?

Untuk menghitung tahanan total untuk hubungan paralel adalah sebagai berikut :

1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + · · · · · · + 1/Rn

1/Rt = 1/56 + 1/33

1/Rt = 89/1848

89 Rt = 1848

Rt = 1848/89

Rt = 20, 8 Ω

Untuk hambatan total penggabungan antara rangkaian seri dan paralel adalah sebagai berikut :

Rt = R1 + R2 + R3 · · · · · · + Rn

Rt =20, 8 + 47 Ω

Rt = 67, 8 Ω

Jadi, bisa disimpulkan nilai besarnya  tahanan ekivalen pada rangkaian listrik sederhana di atas yaitu 67, 8 Ω.

 

2.  Perhatikan gambar berikut ini!

Soal:

a.   Tentukan hambatan total pada rangkaian paralelnya (R_p)!

b.  Berapa kuat arus listrik (I) pada rangkaian tersebut?

c.   Apabila ketiga hambatan disusun secara seri, berapa besar hambatan totalnya?

Penyelesaian :

Diketahui : R₁ = 12 ohm; R₂ = 6 ohm; R₃ = 4 ohm; r = 1 ohm; V = 1,5 V

Ditanya :

a.   R_p total =…?

Jawab :

b.  I_total =…?

Pertama, kita perlu mencari nilai hambatan total, caranya adalah sebagai berikut.

Kemudian memasukkan nilai R_total ke rumus I_total.

 

c.   R_s apabila hambatan disusun seri =…?

R_s = R₁ + R₂ + R₃

R_s = 12 + 6 + 4 = 22 ohm

 

3.  Empat buah lampu disusun seperti gambar berikut.

Urutan lampu yang menyala paling terang sampai ke yang paling redup adalah ….

Jawaban + Pembahasan:

Terang atau redupnya sebuah lampu dipengaruhi oleh daya yang bekerja pada lampu. Persamaan untuk mendapatkan nilai daya (P) sama dengan kuadrat arus listrik yang mengalir (I) dikali hambatan (R). Dari hubungan tersebut dapat diperoleh kesimpulan bahwa semakin besar nilai hambatan pada rangkaian paralel maka semakin kecil arus yang mengalir.

Besar kecil arus mempengaruhi nyala lampu, di mana arus yang semakin besar akan membuat nyata lampu semakin terang. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa Urutan lampu yang paling terang ke yang paling redup sama dengan lampu dengan hambatan paling kecil ke hambatan paling besar.

Pada rangkaian paralel, nilai arus listrik berbanding terbalik dengan nilai hambatan. Semakin besar hambatan akan membuat besar arus listrik semakin kecil. Artinya, arus paling besar akan terdapat pada hambatan paling kecil di dalam sebuah rangkaian paralel.

Diketahui pada rangkaian paralel, nilai hampatan pada L₁ = 12 Ω, L₂ = 3 Ω, dan L₃ = 4 Ω. Sehingga, urutan nyala lampu yang paling terang ke paling redup sama dengan urutan lampu dengan hambaran kecil ke besar. Urutan nyala lampu paling terang ke redup pada rangkaian paralel adalah L₂ (3 Ω), L₃ (4 Ω), dan L₁ (12 Ω).

Lampu L₄ akan menyala paling terang dari ketiganya karena lampu memiliki besar arus listrik pada rangkaian percabangan.

Jadi, urutan lampu yang menyala paling terang sampai ke yang paling redup untuk seluruh lampu pada rangkaian listrik yang diberikan adalah L₄, L₂, L₃, L₁.

 

Sekian...

Semoga Bermanfaat....