Rangkaian Seri Listrik: Pengertian, Ciri, Kelebihan, Kekurangan, Rumus

Ciri rangkaian seri  – Tahukah Grameds, bahwa rangkaian listrik dalam ilmu Sains terdiri dari dua jenis, yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel. Pada umumnya, rangkaian seri ditemukan pada peralatan listrik yang tidak memiliki banyak jaringan kabel dan ruang.

Dua jenis dari rangkaian listrik tentu memiliki ciri-ciri serta fungsi yang berbeda. Sehingga, penggunaannya pun berbeda. Rangkaian seri adalah rangkaian yang disusun secara berderet, sehingga setiap rangkaian dari komponen listrik pun akan sama.

Rangkaian seri juga dapat didefinisikan sebagai rangkaian alat yang berderet serta tidak memiliki cabang di dalamnya. Jika arus dari listrik terputus, maka seluruh komponen listrik pun tidak akan berfungsi. Agar mengetahui lebih lanjut tentang rangkaian seri, berikut pengertian dan ciri rangkaian seri.

Pengertian Rangkaian Seri 

Rangkaian seri adalah sebuah rangkaian elektronik atau listrik yang proses penyusunan rangkaiannya dilakukan dengan menggunakan cara berurutan. Komponen yang ada di dalam rangkaian tersebut, disusun dengan satu jalur. Oleh sebab itu, seluruh komponen yang ada di dalamnya dapat dialiri oleh arus listrik.

Pada umumnya, rangkaian seri sering kali berupa rangkaian tunggal. Rangkaian tunggal merupakan rangkaian yang akan membiarkan listrik mengalir keluar dari sumber tegangan dengan melalui setiap bagian dan kemudian kembali lagi ke sumber tegangannya.

Pada rangkaian seri, setiap titik di sepanjang rangkaian kuat arus yang mengalir akan selalu sama. Nilai dari suatu hambatan, akan semakin besar jika suatu hambatan dirangkai dengan cara seri.

Hambatan pada rangkaian seri memiliki fungsi tertentu, yaitu untuk dapat memperbesar hambatan atau resistensi serta sebagai pembagi tegangan.

Secara sederhananya, rangkaian seri merupakan sebuah rangkaian listrik yang dibuat dengan hanya menggunakan satu jalur saja untuk melewatkan arus listriknya.

Sebuah rangkaian listrik dapat disebut sebagai seri jika arus listrik yang menuju pada komponen elektronik melalui satu jalur yang sama. Maka akibatnya, jika ada salah satu jalur terputus, maka seluruh komponen elektronik yang lain pun akan ikut mati atau terputus.

Selain itu, jika memasang beberapa lampu dengan rangkaian seri, maka nyala yang dihasilkan oleh lampu tersebut tidak menjadi begitu terang. Hal tersebut terjadi, dikarenakan lampu membutuhkan arus listrik yang cukup besar, terutama apabila ada banyak lampu.

Prinsip kerja dari rangkaian seri adalah jika dalam rangkaian listrik tersebut diberi dua lampu, kemudian ada satu sakelar dan sakelar tersebut dimatikan, maka kedua lampu pun akan ikut mati.

Hal ini tentu berbeda dengan cara kerja dari rangkaian paralel. Sebab, rangkaian paralel adalah sebuah rangkaian elektronik atau listrik yang proses penyusunannya dilakukan dengan cara bersusun atau sejajar.

Pada rangkaian paralel, rangkaian listrik terhubung secara bercabang atau berderet dan berbeda dengan rangkaian seri. Dikarenakan bercabang, maka setiap komponen yang dilalui oleh arus listrik akan dijumlahkan dan menjadi jumlah total arus secara keseluruhannya.

Ciri Rangkaian Seri 

Sumber: materikimia.com

Rangkaian listrik seri memiliki ciri-ciri atau karakteristik yang dapat membedakannya dari rangkaian listrik yang lainnya. Berikut beberapa ciri rangkaian seri.

1. Rangkaian seri jauh lebih sederhana dikarenakan hanya ada satu jalur saja.
2. Seluruh komponen dari rangkaian seri disusun dalam satu baris ataupun satu deret.
3. Tidak ada arus yang bercabang.
4. Arus listrik yang mengalir pada setiap komponen sama besarnya.
5. Tegangan yang ada pada setiap komponen, bergantung pada nilai dari resistor.
6. Menghasilkan hambatan pengganti yang jauh lebih besar dibandingkan nilai resistor terbesar.
7. Jika ada salah satu beban listrik yang terputus, maka seluruh aliran pun akan ikut terputus.
8. Pada rangkaian listrik seri, naik dan turunnya arus dipengaruhi oleh beban listrik yang terhubung.
9. Tidak memerlukan banyak penghantar listrik ataupun kabel sebagai penyusun rangkaian.
10. Cahaya lambung cenderung menjadi lebih terang.
11. Memiliki hambatan yang cukup besar.
12. Hanya membutuhkan satu sakelar atau switch saja untuk satu rangkaian seri.

Kelebihan dan Kekurangan Rangkaian Seri

Lalu, apa kelebihan dan kekurangan jika menggunakan rangkaian seri? Berikut penjelasannya.

Kelebihan Rangkaian Seri

Dalam penerapannya, rangkaian seri memiliki beberapa kelebihan berikut ini:

1. Kuat dari arus listrik yang mengalir pada setiap bagian memiliki besaran yang sama.
2. Cara membuat rangkaian seri tidak rumit dan tergolong lebih mudah, dikarenakan memiliki bentuk yang sederhana.
3. Rangkaian seri tidak membutuhkan terlalu banyak komponen, dikarenakan pemasangan dari rangkaian seri yang sejajar.
4. Rangkaian seri membutuhkan kabel yang cenderung lebih sedikit, sehingga biaya dalam proses pembuatannya pun menjadi lebih murah.
5. Apabila rusak, rangkaian seri akan lebih mudah diperbaiki.
6. Tidak sulit untuk memeriksa, ketika adanya kerusakan. Dikarenakan tidak ada banyak komponen yang perlu diperiksa.
7. Dari beberapa kelebihan rangkaian seri tersebut, rangkaian seri pada lampu tepat digunakan pada area atau ruangan tertentu dengan ukuran yang besar, contohnya seperti gedung perkantoran, kampus, gedung sekolah maupun hotel atau bangunan besar lain, dikarenakan proses pemasangan dan pembuatannya lebih mudah dan murah.

Kekurangan Rangkaian Seri

Meskipun memiliki banyak kelebihan, tetapi rangkaian seri memiliki beberapa kekurangan. Berikut kekurangan dari rangkaian seri:

1. Pada rangkaian seri, apabila ada salah satu alat listrik yang dilepas atau rusak, maka arus listrik akan terputus semuanya.
2. Rangkaian seri membutuhkan daya listrik yang cenderung lebih banyak, sehingga akan lebih boros listrik. Maka akibatnya, baterai pun akan lebih cepat habis.
3. Rangkaian seri yang digunakan pada lampu, akan menghasilkan nyala lampu yang sedikit redup, semakin banyak lampu yang digunakan maka akan semakin redup.
4. Arus listrik cenderung tidak mengalir secara rata ke seluruh bidang.

Cara Membuat Rangkaian Seri

Sumber: kumacart.com

Setelah mengetahui pengertian dan ciri rangkaian seri, berikut beberapa langkah membuat rangkaian seri yang terdiri dari 3 lampu atas dan menggunakan 3 buah baterai dengan besaran 12 volt atau 9 volt dan satu buah sakelar.

Alat dan Bahan yang Dibutuhkan: 

1. Tang pengupas kabel
2. 3 buah lampu
3. 3 buah baterai 12 volt atau 9 volt
4. Kabel
5. Sakelar

Langkah-langkah Membuat: 

1. Susunlah tiga baterai sejajar dengan lampu.
2. Kemudian susun juga ketiga buah lampu secara berurutan. Agar lebih rapi, Grameds bisa meletakkannya di atas deretan baterai. Setelah itu, hubungkan seluruh lampu dengan kabel secukupnya.
3. Ambil kabel yang cukup panjang, lalu kupaslah seluruh bagian ujung kabel dengan menggunakan tang pengupas kabel, kemudian sambungkan ujungnya ke kutub lampu pertama yang masih kosong dan ujung lainnya disambungkan ke satu kutub sakelar.
4. Lalu ambil kembali kabel dengan panjang secukupnya dan sambungkan satu ujungnya ke kutub lampu ketiga yang masih kosong. Ujung kabel lain bisa disambungkan dengan kutub negatif dari baterai ketiga.
5. Rangkaian seri dengan tiga lampu dan tiga baterai pun telah siap.

Rangkaian seri akan menghasilkan nyala atau cahaya lampu yang tidak sama terangnya. Pada rangkaian seri, keadaan lampu ketika seluruh lampu terhubung ke baterai yaitu lampu pertama akan menyala dengan terang, sementara lampu kedua agak redup dan lampu ketiga menjadi sangat redup.

Rangkaian seri tidak akan menyala, apabila salah satu lampu putus, rusak atau dilepas. Beberapa baterai atau sumber arus yang disusun dengan rangkaian seri, akan menghasilkan tegangan total yang lebih besar. Semakin besar arus tegangan listrik pada suatu rangkaian seri, maka akan menyebabkan arus listrik menjadi lebih besar.

Perbedaan Rangkaian Seri dan Rangkaian Paralel

Perbedaan dari rangkaian seri dan paralel dapat dilihat dari beberapa faktor. Mulai dari cara menyusun komponen elektronik ataupun listriknya, penggunaan kabel maupun sakelar, kontinuitas kendala total serta komponen listrik. Agar lebih jelas, berikut penjelasan perbedaan antara rangkaian seri dan paralel.

1. Cara Menyusun Komponen Listrik

Perbedaan dari rangkaian seri serta paralel yang pertama ialah pada cara penyusunan komponen listriknya. Cara mengidentifikasi rangkaian listriknya, dapat dilakukan dengan mudah yaitu cukup dengan melihat cara memasang komponen listrik saja.

Komponen dari rangkaian paralel biasanya disusun dengan cara berderet atau sejajar dari sumber energi listrik. Sementara itu, rangkaian seri umumnya disusun dengan cara bersusun dari sumber listrik.

Ada pula perbedaan pada penghubung kabel. Di mana di dalam rangkaian paralel seluruh komponen dihubungkan dengan cara bercabang-cabang, akan tetapi tetap berkaitan dengan satu daya berupa kutub negatif dan positif.

Oleh sebab itulah, setiap cabang akan dialiri oleh arus listrik dengan besaran yang berbeda-beda, tetapi memiliki besaran tegangan yang sama pada setiap cabangnya.

Sementara itu, pada rangkaian seri seluruh komponen yang ada di dalamnya tidak bercabang. Oleh sebab itu, arah dari arus listrik pun searah. Dengan begitu, besaran dari arus listrik yang mengalir pun sama besarnya.

Akan tetapi, rangkaian seri memiliki besaran tegangan yang berbeda. Rangkaian seri memiliki tegangan yang asalnya dari jumlah setiap hambatan. Akan tetapi, besar kendalanya berasal dari hasil bagi antara tegangan dengan kekuatan arus listrik.

2. Penggunaan Kabel dan Sakelar

Untuk memasang maupun menyusun komponen listrik dengan rangkaian seri, diperlukan kabel dan sakelar dengan jumlah yang lebih sedikit. Oleh sebab itu, biaya pemasangan rangkaian seri pun menjadi lebih terjangkau. Biasanya, rangkaian seri banyak digunakan untuk memasang listrik pada rumah seperti baterai remot TV maupun senter.

Sementara itu, pada pemasangan komponen listrik dengan rangkaian paralel, diperlukan kabel serta sakelar dengan jumlah banyak. Hal tersebut, bertujuan agar rangkaian memiliki cabang yang banyak. Oleh karena itu, rangkaian paralel sering disebut sebagai rangkaian listrik dengan biaya mahal.

Apabila dilihat segi biayanya, maka rangkaian seri lebih dianjurkan dibandingkan dengan rangkaian paralel.

3. Kontinuitas Komponen Listrik

Perbedaan selanjutnya dari rangkaian seri dan paralel adalah faktor kontinuitas komponen listriknya. Untuk kontinuitas rangkaian seri, umumnya memiliki konsep seluruh komponen akan padam atau mati, jika sakelarnya dimatikan. Hal tersebut dapat terjadi, dikarenakan arus daya yang menghubungkan seluruh komponen berjalan searah.

Kemudian, untuk kontinuitas rangkaian paralel umumnya menggunakan konsep, apabila salah satu lampu padam, maka lampu lainnya tidak akan ikut padam. Hal tersebut dapat terjadi dikarenakan seluruh cabang yang ada pada rangkaian tersebut saling terhubung dengan satu daya yang ada pada kutub negatif serta kutub positif.

4. Hambatan Total 

Perbedaan selanjutnya ada pada hambatan totalnya. Untuk hambatan total yang terjadi pada rangkaian listrik seri, Grameds dapat mengetahui besarannya dengan cara menjumlahkan seluruh hambatan yang ada atau resistornya.

Alasannya adalah karena arus listrik melalui seluruh hambatan yang terjadi pada rangkaian tersebut. Maka artinya, hambatan total berasal dari jumlah hambatan ke-satu, dua dan begitu seterusnya.

Sementara itu, untuk rangkaian paralel, memiliki besaran hambatan yang cenderung lebih kecil. Alasannya adalah dikarenakan satu daya dari rangkaian tersebut akan mengaliri arus listrik yang berbeda-beda pada setiap hambatan yang ada.

Jadi, seluruh hambatan dari total paralel berasal dari jumlah satu per satu hambatan, satu per dua hambatan dan begitu seterusnya.

Rumus Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik seri serta rangkaian listrik paralel memiliki rumus yang saling berkaitan. Ada tiga komponen dari kedua rumus rangkaian seri dan paralel tersebut yaitu arus, hambatan dan tegangan. Berikut penjelasannya lebih rinci.

Arus 

Rumus dari kuat arus rangkaian seri adalah berikut ini:

I = I1 = 12 = 13 = 14 = I……

Sementara itu, rumus dari  kuat arus rangkaian paralel adalah berikut ini:

I = I1 = 12 = 13 = 14 = I……

Rangkaian listrik seri memiliki arus yang sama di setiap spot yang ada. Maka artinya, arus tersebut tidak dapat berubah usai masuk ke dalam komponen. Akan tetapi, listrik yang bercabang seperti rangkaian paralel memiliki arus yang berbeda di setiap cabangnya. Konsepnya adalah arus yang masuk dan keluar di awal atau akhir cadangan akan sama.

Tegangan 

Rumus Tegangan Rangkaian Seri adalah berikut:

V = V1 + V2 + V3 + V4

Rumus Tegangan Rangkaian Paralel adalah berikut:

V = V1 = V2 = V3 = V4

Rumus dari tegangan arus listrik seri adalah akumulasi dari seluruh tegangan yang berasal dari setiap komponen. Untuk dapat menggunakan sistem paralel arus yang berbeda, maka tegangannya pun tetap di dalam satu percabangan saja.

Hambatan 

Rumus Hambatan Rangkaian Seri: R = R1 = R2 + R3 + R4

Rumus Hambatan Total: 1/R + 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4

Rumus dari hambatan adalah tegangan dibagi dengan arus. Dengan rumus di atas, maka Grameds dapat mengetahui arus yang ada pada rangkaian seri dan paralel disertai dengan tegangannya. Untuk nilai hambatannya pun cukup disesuaikan dengan perhitungan yang telah Grameds gunakan sebelumnya.

Contoh Penerapan Rangkaian Seri

Ada banyak sekali contoh dari rangkaian seri yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Mungkin Grameds pun pernah melihatnya dan menggunakannya, hanya saja belum mengetahui nama dari jenis rangkaian listrik tersebut.

Salah satu contoh dari rangkaian seri ialah pemasangan lampu hias pada taman kota. Selain itu, ada pula beberapa contoh lain yang dapat Grameds temui. Contoh rangkaian penerapan seri dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:

• Lampu senter dengan menggunakan susunan rangkaian seri pada baterai.
• Lampu hias untuk pohon natal.
• Susunan seri juga ada pada di dalam kulkas maupun setrika.
• Penerangan lampu jalanan di kota.
• Lampu LED yang biasanya digunakan ketika perayaan lebaran atau hari besar lain.
• Penggunaan dari lampu TL atau lampu neon.

Demikianlah penjelasan mengenai ciri-ciri rangkaian seri dan perbedaannya dengan rangkaian listrik paralel. Jika Grameds ingin mempelajari lebih lanjut tentang rangkaian seri, parallel atau campuran, Grameds bisa mendapatkan informasinya dengan membaca buku.

Sebagai #SahabatTanpaBatas, gramedia.com menyediakan berbagai macam buku bermanfaat untuk Grameds. Untuk mendukung Grameds dalam menambah wawasan, Gramedia selalu menyediakan buku-buku berkualitas dan original agar Grameds memiliki informasi #LebihDenganMembaca.

Penulis: Khansa