Rangkaian Arus Searah: Rumus dan Contoh Penerapannya

Halo sahabat tutorindonesia!

Rangkaian arus searah adalah jenis aliran listrik di mana aliran elektron bergerak hanya dalam satu arah, yaitu dari kutub negatif menuju kutub positif. Dalam sistem arus searah, tegangan dan arah arus tetap konstan seiring waktu. Arus jenis ini biasanya digunakan dalam perangkat elektronik seperti ponsel, baterai, dan alat elektronik portable lainnya, karena stabilitasnya yang tinggi dan kemampuannya untuk mengalir tanpa perubahan arah.

Rangkaian Arus Searahh sering kali dihasilkan oleh sumber seperti baterai, panel surya, atau dinamo. Keunggulan dari rangkaian arus searah adalah kemudahan pengontrolannya dan efisiensinya dalam aplikasi yang memerlukan kestabilan dan daya yang relatif rendah. Berbeda dengan arus bolak-balik (AC), arus searah tidak berubah arah, sehingga cocok untuk penggunaan jangka panjang dalam perangkat yang membutuhkan daya konsisten.

Contoh Penerapan Listrik Arus Searah

Sumber: Freepik

Simak beberapa contoh rangkaian arus searah yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari, serta penerapan pentingnya dalam berbagai teknologi:

1. Baterai

Salah satu contoh paling umum dari listrik arus searah adalah baterai. Baterai menghasilkan arus searah karena aliran elektron bergerak dari kutub negatif ke kutub positif, dan tidak berubah arah. Baterai digunakan dalam banyak perangkat elektronik portabel, mulai dari ponsel, remote control, hingga senter dan mainan. Baterai ini dapat berupa jenis sekali pakai (sekunder) atau dapat diisi ulang (seperti baterai lithium-ion pada ponsel atau laptop).

2. Panel Surya

Panel surya atau fotovoltaik menghasilkan listrik searah (DC) dari energi matahari. Ketika sinar matahari mengenai sel surya, sel tersebut mengubah energi cahaya menjadi energi listrik yang mengalir dalam bentuk arus searah. Arus listrik ini kemudian dapat disimpan dalam baterai atau diubah menjadi arus bolak-balik (AC) menggunakan inverter jika diperlukan untuk digunakan di rumah atau gedung.

3. Laptop dan Ponsel

Laptop, ponsel, dan berbagai perangkat mobile lainnya bekerja menggunakan baterai yang menghasilkan arus searah. Ketika perangkat ini dihubungkan ke sumber listrik, seperti adaptor atau charger, arus searah yang ada di dalam baterai tersebut digunakan untuk memberi daya ke perangkat. Meskipun pengisi daya ponsel atau laptop mengubah arus bolak-balik dari sumber listrik rumah ke arus searah, perangkat itu sendiri tetap menggunakan arus searah.

4. Sistem Pengisian Daya (Charger)

Perangkat pengisian daya atau charger yang kita gunakan untuk mengisi daya perangkat seperti ponsel, laptop, atau tablet mengubah arus bolak-balik dari sumber listrik menjadi arus searah yang digunakan oleh baterai perangkat. Charger ini mengatur arus agar dapat diubah dan disalurkan dengan tepat ke baterai agar bisa terisi penuh dengan aman.

Hukum Ohm dan Hukum Kirchhoff

Sumber: Freepik

Hukum Ohm

Hukum Ohm adalah prinsip dasar dalam ilmu kelistrikan yang ditemukan oleh fisikawan Jerman, Georg Simon Ohm, pada tahun 1827. Hukum ini menjelaskan hubungan antara tegangan (V), arus (I), dan hambatan (R) dalam sebuah rangkaian listrik. Secara matematis, hukum Ohm dapat dituliskan sebagai:

V=I×R

Di mana:

V adalah tegangan dalam satuan volt (V),
I adalah arus dalam satuan ampere (A),
R adalah hambatan dalam satuan ohm (Ω).

Hukum Ohm menyatakan bahwa tegangan yang diterapkan pada sebuah penghantar listrik (seperti kawat atau resistor) berbanding lurus dengan arus yang mengalir, dengan hambatan sebagai faktor penghalang aliran arus. Artinya, semakin besar hambatan, semakin kecil arus yang mengalir, jika tegangan tetap.

Hukum Kirchhoff

1. Hukum Kirchhoff I

Hukum Kirchhoff I atau yang juga dikenal dengan Hukum Kirchoff tentang Arus (KCL – Kirchhoff’s Current Law) menyatakan bahwa jumlah arus yang masuk ke suatu titik dalam rangkaian listrik sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut. Dalam bentuk persamaan, hukum ini dapat dituliskan sebagai:

∑Imasuk=∑Ikeluar

Artinya, tidak ada akumulasi arus di titik percabangan rangkaian; semua arus yang mengalir ke titik tersebut harus keluar dari titik itu juga. Hukum ini didasarkan pada prinsip konservasi muatan listrik, yang mengatakan bahwa muatan listrik tidak bisa hilang atau tercipta begitu saja.

2. Hukum Kirchhoff II

Hukum Kirchhoff II atau yang dikenal juga sebagai Hukum Kirchoff tentang Tegangan (KVL – Kirchhoff’s Voltage Law) menyatakan bahwa jumlah aljabar tegangan di sepanjang sebuah rangkaian tertutup (loop) sama dengan nol. Dengan kata lain, tegangan yang naik di sepanjang komponen tertentu harus diimbangi dengan tegangan yang turun, sehingga total perubahan tegangan dalam sebuah loop akan selalu nol. Secara matematis, hukum ini dapat ditulis sebagai:

∑V=0

Artinya, jika Anda mengelilingi sebuah rangkaian tertutup, jumlah tegangan yang diterima dan yang dilepaskan harus sama. Hal ini terjadi karena energi yang disediakan oleh sumber tegangan (seperti baterai) akan diubah menjadi energi lain (seperti panas atau cahaya) oleh elemen-elemen dalam rangkaian, dan akhirnya, energi tersebut harus terkonservasi.

Rangkaian Listrik

Sumber: Freepik

Memahami cara kerja rangkaian hambatan sangat penting, terutama dalam pengaturan perangkat elektronik dan sistem kelistrikan. Dua jenis rangkaian hambatan yang paling umum adalah rangkaian seri dan rangkaian paralel. Berikut adalah jenis rangkaian listrik:

1. Rangkaian Seri

Pengertian Rangkaian Seri
Rangkaian seri adalah jenis rangkaian listrik di mana semua komponen, seperti resistor (hambatan), dihubungkan secara berurutan. Arus listrik mengalir melalui setiap hambatan dalam satu jalur tanpa cabang. Jika salah satu hambatan terputus, seluruh rangkaian akan berhenti bekerja.

2. Rangkaian Paralel

Pengertian Rangkaian Paralel
Rangkaian paralel adalah rangkaian listrik di mana setiap hambatan dihubungkan secara paralel atau berdampingan. Arus listrik memiliki banyak jalur untuk mengalir. Jika salah satu jalur putus, arus tetap dapat mengalir melalui jalur lain.

Energi dan Daya Listrik

Sumber: Freepik

Energi listrik dan daya listrik adalah dua konsep yang sering kita dengar dalam kehidupan sehari-hari, terutama saat membahas konsumsi listrik rumah tangga, alat elektronik, atau bahkan proyek energi terbarukan. Tapi, apa sebenarnya perbedaan dan hubungan antara keduanya? Yuk, kita kupas secara sederhana dan jelas!

1. Apa Itu Energi Listrik?

Energi listrik adalah kemampuan listrik untuk melakukan kerja atau menghasilkan daya. Secara sederhana, energi listrik mengacu pada jumlah listrik yang digunakan oleh sebuah perangkat atau sistem dalam waktu tertentu. Energi listrik diukur dalam satuan joule (J), tetapi dalam kehidupan sehari-hari, kita lebih sering menggunakan satuan yang lebih besar, yaitu:

Kilowatt-jam (kWh), yang biasa muncul di tagihan listrik.1 kWh = 1.000 watt bekerja selama 1 jam.

Rumus Energi Listrik
Energi listrik bisa dihitung dengan rumus:

E=P×t

Di mana:

E = Energi listrik (joule atau kWh)
P = Daya listrik (watt)
t = Waktu penggunaan (jam atau detik)

2. Apa Itu Daya Listrik?

Daya listrik adalah kecepatan energi listrik yang digunakan atau dihasilkan dalam satu waktu tertentu. Dengan kata lain, daya listrik menunjukkan seberapa cepat energi listrik bekerja pada perangkat elektronik. Daya listrik diukur dalam watt (W).

1 watt adalah daya yang dihasilkan ketika 1 joule energi digunakan setiap detik.
Rumus Daya Listrik
Rumus daya listrik yang umum digunakan adalah:

P=V×I

Di mana:

P = Daya listrik (watt)
V = Tegangan listrik (volt)
I = Arus listrik (ampere)

Jadi, apa lagi yang ditunggu? Hubungi kami segera di saluran telepon (021) 77844897 atau Anda juga dapat menghubungi kami melalui 085810779967 . Atau klik www.tutorindonesia.co.id untuk mendapatkan informasi lebih lanjut.

Sampai bertemu di TutorIndonesia!

Referensi :