Contoh Soal Rangkaian Paralel dan Rumusnya dalam Fisika, Disertai Kunci Jawaban dan Pembahasan

TRIBUNPEKANBARU.COM - Simak berikut ini, tersaji contoh Soal Rangkaian Paralel dan Rumusnya dalam Fisika, Disertai Kunci Jawaban dan Pembahasan.

Sebelum ke Soal Rangkaian Paralel dan Rumusnya dalam Fisika, perlu diketahui, bahwa Rangkaian paralel adalah jenis rangkaian listrik, di mana komponen-komponennya (seperti resistor, lampu, atau kapasitor) disusun secara bercabang, sehingga terdapat lebih dari satu jalur bagi arus listrik untuk mengalir. 

Ciri-ciri Rangkaian Paralel

• Bercabang:Rangkaian paralel memiliki percabangan, yang berarti arus listrik memiliki beberapa jalur untuk mengalir.
• Tegangan Sama:Tegangan (beda potensial) di setiap komponen dalam rangkaian paralel adalah sama.
• Arus Terbagi:Arus total yang mengalir dalam rangkaian paralel terbagi di antara cabang-cabang, dengan besarnya arus di setiap cabang tergantung pada hambatan masing-masing cabang.
• Hambatan Total Lebih Kecil:Hambatan total dalam rangkaian paralel selalu lebih kecil daripada hambatan komponen terkecil dalam rangkaian tersebut.

Keuntungan Rangkaian Paralel

• Komponen Bekerja Independen:Jika satu komponen dalam rangkaian paralel rusak atau terputus, komponen lain tetap dapat berfungsi karena memiliki jalur arus sendiri.
• Tegangan Stabil:Tegangan di setiap komponen tetap sama, sehingga komponen-komponen dapat bekerja pada tegangan yang sesuai.
• Penerangan yang Sama:Pada penggunaan lampu, lampu akan menyala dengan tingkat kecerahan yang sama.

Berikut Beberapa Rumus Rangkaian Paralel

Tegangan (V): Dalam rangkaian paralel, tegangan di setiap komponen adalah sama.
Vtotal = V1 = V2 = V3 = ... = Vn

Arus (I): Arus total dalam rangkaian paralel adalah jumlah dari arus yang mengalir melalui setiap komponen.
Itotal = I1 + I2 + I3 + ... + In

Hambatan (R): Kebalikan dari hambatan total dalam rangkaian paralel adalah jumlah dari kebalikan hambatan setiap komponen.
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn

Apabila hanya ada dua resistor, maka rumusnya disederhanakan menjadi:
Rtotal = (R1 x R2)/(R1 + R2)

Contoh Soal 1

Tiga buah resistor dengan nilai masing-masing 4 Ω, 6 Ω, dan 12 Ω disusun secara paralel. Hitunglah hambatan total dari rangkaian tersebut.

Kunci Jawaban:

Gunakan rumus hambatan paralel:1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
Masukkan nilai hambatan:1/Rtotal = 1/4 + 1/6 + 1/12
Samakan penyebut:1/Rtotal = 3/12 + 2/12 + 1/12
Jumlahkan:1/Rtotal = 6/12
Sederhanakan:1/Rtotal = 1/2
Cari Rtotal:Rtotal = 2 Ω
Jadi, hambatan totalnya adalah 2 Ω.

Contoh Soal 2

Dua buah resistor, R1 = 10 Ω dan R2 = 15 Ω, dihubungkan secara paralel pada sumber tegangan 30 Volt. Hitunglah:

Hambatan total rangkaian
Arus total yang mengalir dalam rangkaian
Kunci Jawaban:

Hambatan total:Rtotal = (R1 x R2)/(R1 + R2)
Rtotal = (10 x 15)/(10 + 15)
Rtotal = 150/25 = 6 Ω
Arus total:Itotal = Vtotal/Rtotal
Itotal = 30/6 = 5 Ampere
Jadi, hambatan total rangkaian adalah 6 Ω dan arus total yang mengalir adalah 5 Ampere.