Rangkaian paralel

Dua lampu 12 Ω yang dipasang berdampingan pada 6 V masing-masing menarik 0.5 A, sehingga baterai memasok 1 A: dua kali arus untuk satu lampu.

Beberapa jalur, tegangan sama

Pada rangkaian paralel, setiap komponen memiliki cabang sendiri yang terhubung langsung pada kedua terminal baterai. Ujung semua cabang terhubung ke dua kawat yang sama, sehingga setiap cabang mendapat tegangan baterai penuh. Itulah aturan pertama rangkaian paralel. Aturan kedua menyangkut arus: arus dari baterai terbagi pada titik percabangan pertama, sebagian mengalir ke setiap cabang, lalu bergabung kembali di sisi lainnya. Jumlah arus cabang sama dengan arus total. Tidak ada muatan yang hilang di titik percabangan; yang masuk sama dengan yang keluar.

Penambahan cabang menurunkan hambatan total

Setiap cabang mengikuti hukum Ohm sendiri: I₁ = V ÷ R₁, I₂ = V ÷ R₂. Arus total adalah jumlahnya, V ÷ R₁ + V ÷ R₂ + ..., dan resistor tunggal yang menarik arus sama dari baterai memenuhi 1 ÷ R = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + 1 ÷ R₃ + ... . Hambatan total ini selalu lebih kecil daripada hambatan cabang terkecil. Awalnya terdengar aneh, tetapi masuk akal: setiap cabang tambahan menyediakan satu jalur lagi bagi muatan, seperti membuka kasir tambahan di toko. Dua lampu 12 Ω secara paralel setara dengan 6 Ω; tiga lampu setara dengan 4 Ω. Untuk dua cabang, ada cara singkat, R = R₁R₂ ÷ (R₁ + R₂): 6 Ω dan 12 Ω menghasilkan 72 ÷ 18 = 4 Ω.

OpenStax mengulang contoh seri tadi dalam susunan paralel: 1.00 Ω, 6.00 Ω, dan 13.0 Ω pada 12.0 V. Kini masing-masing mendapat tegangan penuh 12.0 V, sehingga arusnya 12.0 A, 2.00 A, dan 0.923 A, berjumlah 14.9 A. Hambatan totalnya 0.804 Ω, lebih kecil daripada cabang 1.00 Ω. Bandingkan dengan rangkaian seri, ketika ketiga resistor yang sama hanya menarik 0.600 A. Pada susunan paralel, resistor terkecil dialiri arus terbesar, kebalikan susunan seri, ketika resistor terbesar mendapat tegangan terbesar.

Mengapa instalasi rumah memakai rangkaian paralel

Setiap stopkontak dan lampu di rumah berada pada cabang tersendiri yang terhubung ke sumber listrik. Dengan demikian, setiap peralatan mendapat tegangan penuh sesuai rancangannya, dapat dinyalakan dan dimatikan tanpa memengaruhi yang lain, dan lampu mati tidak ikut mematikan kulkas. Konsekuensinya, setiap peralatan tambahan menambah arus pada kabel yang memasok cabang-cabang itu. Kabel sumber serta sekring atau pemutus sirkuit membawa arus total. Jadi, menyalakan banyak peralatan berdaya tinggi sekaligus bisa membuat arus total melampaui batas aman. Unit terakhir membahasnya lagi.

Gabungan seri dan paralel

Rangkaian nyata menggabungkan keduanya. Hitung bagian demi bagian: pertama ubah kelompok paralel menjadi satu hambatan pengganti, lalu jumlahkan dengan komponen yang tersusun seri dengannya. Pada laboratorium kedua di bawah, L1 dipasang seri dengan pasangan paralel L2 dan L3, semuanya 12 Ω. Pasangan itu setara dengan 6 Ω, sehingga totalnya 12 + 6 = 18 Ω dan arus baterai 6 ÷ 18 ≈ 0.333 A. Seluruh arus itu melewati L1, yang mendapat 0.333 × 12 = 4 V. Sisa 2 V berada pada pasangan paralel, sehingga L2 dan L3 masing-masing dialiri 2 ÷ 12 ≈ 0.167 A. L1 jelas paling terang, dan kamu bisa memeriksanya di laboratorium.