Rangkaian Campuran Resistor (Seri dan Paralel)
Resistor dapat dihubungkan bersama dalam jumlah seri dan paralel yang tidak terbatas untuk membentuk rangkaian resistif yang kompleks.
Dalam tutorial sebelumnya kita telah belajar bagaimana menghubungkan masing-masing resistor untuk membentuk Rangkaian Resistor Seri atau Rangkaian Resistor Paralel dan kami menggunakan Hukum Ohm untuk menemukan berbagai arus dan tegangan yang mengalir masuk di setiap kombinasi resistor.
Tetapi bagaimana jika kita ingin menghubungkan berbagai resistor bersama-sama dalam "KEDUA" kombinasi paralel dan seri dalam rangkaian yang sama untuk menghasilkan jaringan resistif yang lebih kompleks, bagaimana kita menghitung resistansi campuran atau total rangkaian, arus dan tegangan untuk kombinasi resistif ini.
Rangkaian resistor yang menggabungkan jaringan resistor seri dan paralel secara umum dikenal sebagai Kombinasi Resistor atau Rangkaian Resistor Campuran. Metode penghitungan resistansi ekuivalen rangkaian sama dengan metode untuk setiap seri atau rangkaian paralel dan mudah-mudahan sekarang kita tahu bahwa resistor dalam rangkaian memiliki arus yang persis sama dan bahwa resistor dalam paralel memiliki tegangan yang persis sama di seluruh mereka.
Misalnya, dalam rangkaian berikut hitung arus total ( IT ) yang diambil dari supply 12v.
Pada pandangan pertama ini mungkin tampak tugas yang sulit, tetapi jika kita melihat sedikit lebih dekat kita dapat melihat bahwa dua resistor, R2 dan R3 sebenarnya keduanya terhubung bersama dalam campuran "SERI" sehingga kita dapat menambahkan mereka bersama-sama untuk menghasilkan resistansi setara sama seperti yang kita lakukan dalam tutorial resistor seri. Karenanya resistansi yang dihasilkan untuk campuran ini adalah:
Jadi kita bisa mengganti kedua resistor R2 dan R3 di atas dengan resistor tunggal nilai resistansi 12Ω
Jadi rangkaian kami sekarang memiliki resistor RA tunggal di "paralel" dengan resistor R4. Dengan menggunakan resistor kami dalam persamaan paralel, kami dapat mengurangi campuran paralel ini menjadi nilai resistor ekuivalen tunggal R (kombi) menggunakan rumus untuk dua resistor terhubung paralel sebagai berikut.
Rangkaian resistif yang dihasilkan sekarang terlihat seperti ini:
Kita dapat melihat bahwa dua resistansi yang tersisa, R1 dan R(kombi) dihubungkan bersama dalam kombinasi/campuran "SERI" dan lagi mereka dapat ditambahkan bersama-sama (resistor dalam seri) sehingga resistansi total rangkaian antara titik A dan B oleh karena itu diberikan sebagai:
dan resistansi tunggal hanya 12Ω dapat digunakan untuk mengganti empat resistor asli yang terhubung bersama di rangkaian asli.
Sekarang dengan menggunakan Hukum Ohm, nilai arus rangkaian ( I ) secara sederhana dihitung sebagai:
Jadi setiap rangkaian resistif yang rumit yang terdiri dari beberapa resistor dapat direduksi menjadi rangkaian tunggal sederhana dengan hanya satu resistor yang setara dengan mengganti semua resistor yang dihubungkan bersama secara seri atau paralel menggunakan langkah-langkah di atas.
Kita bisa mengambil satu langkah lebih jauh dengan menggunakan Hukum Ohm untuk menemukan dua arus cabang, I1 dan I2 seperti yang ditunjukkan.
V(R1) = I*R1 = 1*6 = 6 volt
V(RA) = VR4 = (12 - VR1 ) = 6 volt
Jadi:
I1 = 6V ÷ RA = 6 ÷ 12 = 0.5A atau 500mA
I2 = 6V ÷ R4 = 6 ÷ 12 = 0.5A atau 500mA
Karena nilai-nilai resistif dari dua cabang yang sama di 12Ω, dua arus cabang I1 dan I2 juga sama pada 0.5A (atau 500mA) masing-masing. Oleh karena itu, ini memberikan arus supply total, IT : 0.5 + 0.5 = 1.0 ampere seperti yang dihitung di atas.
Kadang-kadang lebih mudah dengan campuran resistor kompleks dan jaringan resistif untuk membuat sketsa atau menggambar ulang rangkaian baru setelah perubahan ini dibuat, karena ini membantu sebagai alat bantu visual untuk matematika. Kemudian terus ganti seri atau campuran paralel apa pun hingga satu resistansi setara, REQ ditemukan. Mari kita coba rangkaian campuran resistor yang lebih kompleks.
Sekali lagi, sekilas jaringan tangga resistor ini mungkin tampak tugas yang rumit, tetapi seperti sebelumnya hanya campuran seri dan resistor paralel yang terhubung bersama. Mulai dari sisi kanan dan menggunakan persamaan yang disederhanakan untuk dua resistor paralel, kita dapat menemukan resistansi setara dengan R8 untuk R10 campuran dan menyebutnya RA.
RA adalah seri dengan R7 oleh karena itu resistansi total akan menjadi RA + R7 = 4 + 8 = 12Ω seperti yang ditunjukkan.
Nilai ini resistif dari 12Ω sekarang secara paralel dengan R6 dan dapat dihitung sebagai RB.
RB adalah seri dengan R5 karena itu total resistansi akan menjadi RB + R5 = 4 + 4 = 8Ω seperti yang ditunjukkan.
Nilai ini resistif dari 8Ω sekarang secara paralel dengan R4 dan dapat dihitung sebagai RC seperti yang ditunjukkan.
RC adalah seri dengan R3 maka resistansi total akan RC + R3 = 8Ω seperti yang ditunjukkan.
Nilai resistif ini 8Ω sekarang paralel dengan R2 dari mana kita dapat menghitung RD sebagai:
RD adalah seri dengan R1 oleh karena itu resistansi total akan menjadi RD + R1 = 4 + 6 = 10Ω seperti yang ditunjukkan.
Kemudian jaringan resistif campuran yang kompleks di atas yang terdiri dari sepuluh resistor individual yang dihubungkan bersama dalam campuran seri dan paralel dapat diganti dengan hanya satu resistansi ekuivalen tunggal ( REQ ) dari nilai 10Ω.
Dalam tutorial sebelumnya kita telah belajar bagaimana menghubungkan masing-masing resistor untuk membentuk Rangkaian Resistor Seri atau Rangkaian Resistor Paralel dan kami menggunakan Hukum Ohm untuk menemukan berbagai arus dan tegangan yang mengalir masuk di setiap kombinasi resistor.
Tetapi bagaimana jika kita ingin menghubungkan berbagai resistor bersama-sama dalam "KEDUA" kombinasi paralel dan seri dalam rangkaian yang sama untuk menghasilkan jaringan resistif yang lebih kompleks, bagaimana kita menghitung resistansi campuran atau total rangkaian, arus dan tegangan untuk kombinasi resistif ini.
Rangkaian resistor yang menggabungkan jaringan resistor seri dan paralel secara umum dikenal sebagai Kombinasi Resistor atau Rangkaian Resistor Campuran. Metode penghitungan resistansi ekuivalen rangkaian sama dengan metode untuk setiap seri atau rangkaian paralel dan mudah-mudahan sekarang kita tahu bahwa resistor dalam rangkaian memiliki arus yang persis sama dan bahwa resistor dalam paralel memiliki tegangan yang persis sama di seluruh mereka.
Misalnya, dalam rangkaian berikut hitung arus total ( IT ) yang diambil dari supply 12v.
R2 + R3 = 8Ω + 4Ω = 12Ω
R= Rkombi + R1 = 6Ω + 6Ω = 12Ω
Sekarang dengan menggunakan Hukum Ohm, nilai arus rangkaian ( I ) secara sederhana dihitung sebagai:
Kita bisa mengambil satu langkah lebih jauh dengan menggunakan Hukum Ohm untuk menemukan dua arus cabang, I1 dan I2 seperti yang ditunjukkan.
V(R1) = I*R1 = 1*6 = 6 volt
V(RA) = VR4 = (12 - VR1 ) = 6 volt
Jadi:
I1 = 6V ÷ RA = 6 ÷ 12 = 0.5A atau 500mA
I2 = 6V ÷ R4 = 6 ÷ 12 = 0.5A atau 500mA
Karena nilai-nilai resistif dari dua cabang yang sama di 12Ω, dua arus cabang I1 dan I2 juga sama pada 0.5A (atau 500mA) masing-masing. Oleh karena itu, ini memberikan arus supply total, IT : 0.5 + 0.5 = 1.0 ampere seperti yang dihitung di atas.
Kadang-kadang lebih mudah dengan campuran resistor kompleks dan jaringan resistif untuk membuat sketsa atau menggambar ulang rangkaian baru setelah perubahan ini dibuat, karena ini membantu sebagai alat bantu visual untuk matematika. Kemudian terus ganti seri atau campuran paralel apa pun hingga satu resistansi setara, REQ ditemukan. Mari kita coba rangkaian campuran resistor yang lebih kompleks.
Contoh Rangkaian Campuran Resistor Seri dan Paralel No2
Temukan resistansi yang setara, REQ untuk rangkaian campuran resistor berikut.RB adalah seri dengan R5 karena itu total resistansi akan menjadi RB + R5 = 4 + 4 = 8Ω seperti yang ditunjukkan.
RC adalah seri dengan R3 maka resistansi total akan RC + R3 = 8Ω seperti yang ditunjukkan.
RD adalah seri dengan R1 oleh karena itu resistansi total akan menjadi RD + R1 = 4 + 6 = 10Ω seperti yang ditunjukkan.
Ketika memecahkan rangkaian resistor campuran yang terdiri dari resistor dalam cabang seri dan paralel, langkah pertama yang perlu kita lakukan adalah mengidentifikasi cabang seri dan resistor paralel sederhana dan menggantinya dengan resistor setara.
Langkah ini akan memungkinkan kita untuk mengurangi kompleksitas rangkaian dan membantu kita mengubah rangkaian resistif campuran yang kompleks menjadi resistansi tunggal yang setara mengingat bahwa rangkaian seri adalah pembagi tegangan dan rangkaian paralel adalah pembagi arus.
Namun, perhitungan Atenuasi T-pad yang lebih kompleks dan jaringan jembatan resistif yang tidak dapat direduksi menjadi rangkaian paralel atau seri sederhana menggunakan resistansi yang setara memerlukan pendekatan yang berbeda. rangkaian yang lebih kompleks ini perlu dipecahkan menggunakan Hukum Kirchhoff-1 Arus, dan Hukum Kirchhoff-2 Tegangan yang sudah dibahas dalam tutorial lain.
Dalam tutorial selanjutnya tentang Resistor, kita akan melihat Perbedaan Potensial listrik (tegangan) di dua titik termasuk resistor.