2.4 Parallel and Series-Parallel Configurations

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

1. Pendahuluan [Back]

Paralel dan seri paralel konfigurasi, merupakan perluasan analisis dari konfigurasi seri, yang kemudian dapat digunakan untuk menganalisis konfigurasi paralel dan seri paralel. Penggunaan dioda tetap digunakan sesuai dengan prinsip dan fungsi umumnya, dimana dioda sebagai penyearah dalam sebuah rangkaian hanya akan menghantarkan satu arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Pada proses perangkaiaan untuk setiap area aplikasi, cukup dengan hanya menggabungkan serangkaian langkah berurutan seperti yang diterapkan pada rakitan dioda seri.

2. Tujuan [Back]

· Untuk memahami karakteristik rangkaian konfigurasi Paralel dan Seri-Paralel

· Untuk mengetahui bagaimana cara merangkai rangkaian konfigurasi Paralel dan

Seri-Paralel.

· Menghitung tegangan dan arus dalam rangkaian Paralel dan Seri-Paralel.

3. Alat dan Bahan [Back}

· Baterai

Baterai adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik.

Pinout dari baterai :

· Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.

Rumus hukum ohm (V=IR)

Untuk mengetahui nilai resistansi dari suatu resistor, dapat dilihat dari tabel berikut:

Cobtoh lain cara membaca resistor :

Gelang ke 1 : Merah = 2

Gelang ke 2 : Merah = 2

Gelang ke 3 : Coklat = 1 (angka 1 menjadi pangkat dari angka 10 = 10¹

Gelang ke 4 : Emas = Toleransi 5%

Maka nilai resistor tersebut adalah 22 * 10¹= 220 Ohm dengan toleransi 5%

· Ground

Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik baliknya arus listrik atau beda potensialnya bernilai 0 (nol). Fungsi Ground adalah memberi perlidungan pada peggunaan peralatan listrik.

· Dioda

Dioda adalah komponen elektronik yang digunakan untuk melewatkan arus. Dioda hanya dapat melewatkan arus listrik dalam satu arah saja.

· Power Supply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi rangkaian.

· LED

LED atau Ligth Eminitting Diode adalah komponen elektronik yang menghasilkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan dan dialiri arus listrik.

· DC Voltmeter

DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

· · DC Amperemeter

DC Amperemeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar arus pada suatu komponen. Cara pemakaiannya dengan memposisikan kaki2 Amperemeter secara seri dengan komponen yang akan diuji besar kuat arusnya.

4. Dasar Teori [Back]

Metode yang diterapkan di konfigurasi dioda seri dapat diperluas untuk mengaanalisis paralel dan

seri–konfigurasi paralel. Untuk setiap area aplikasi, cukup menyamakan rangkaian berurutan dari

langkah-langkah yang diterapkan pada konfigurasi dioda seri.

Berikut beberapa bentuk pemasangan dioda pada rangkaian paralel dan seri-paralel:

Rangkaian seri terdiri dari dua atau lebih beban listrik yang dihubungkan ke satu daya lewat satu rangkaian. Rangkaian paralel merupakan salah satu yang memiliki lebih dari satu bagian garis medan untuk mengalirkan arus. Dalam kendaraan bermotor, sebagian besar beban listrik dihubungkan secara paralel. Masing-masing rangkaian dapat dihubung-putuskan tanpa mempengaruhi rangkaian yang lain.

4.1 Example

Example 4.1.1

Tentukan Vo , I1 , ID1, dan ID2 untuk konfigurasi dioda paralel pada gambar berikut:

Jawab:

Karena arus yang dihasilkan arah sesuai dengan panah di setiap simbol dioda dan tegangan yang diberikan lebih besar dari 0,7 V,maka kedua dioda dalam keadaan "hidup/on". Tegangan elemen paralel selalu sama

Vo = 0.7 V

Maka, arus

Dengan asumsi dioda memiliki karakteristik yang serupa, kita memiliki

Example 4.1.2

Tentukan tegangan Vo untuk jaringan pada gambar dibawah:

Jawab:

Salah satu dioda tidak akan aktif . Karena, jika keduanya aktif,

akan ada lebih dari satu tegangan melintasi dioda paralel, melanggar aturan dasar

analisis jaringan: Tegangan harus sama di seluruh elemen paralel.

Pada saat tegangan supply yang meningkat mencapai 0,7 V dioda silikon akan

nyala "on" dan pertahankan level 0,7 V karena karakteristiknya vertikal pada tegangan ini arus dioda silikon hanya akan naik ke tingkat yang ditentukan.

Hasilnya adalah tegangan pada LED hijau tidak akan pernah naik di atas 0,7 V dan akan tetap setara

keadaan sirkuit terbuka seperti yang ditunjukkan pada Gambar dibawah:

Vo = 12 V - 0.7 V = 11.3 V

Example 4.1.3

Tentukan arus I1 , I2 , dan ID2 untuk jaringan pada Gambar berikut:

Jawab:

Tegangan yang diberikan (tekanan) sedemikian rupa untuk menghidupkan kedua dioda, seperti yang ditunjukkan oleh arah arus yang dihasilkan dalam jaringan Gambar diatas. Perhatikan penggunaan notasi singkat untuk dioda “on” dan solusinya diperoleh melalui penerapan teknik yang diterapkan pada jaringan DC seri-paralel. Maka,

Gunakan KVL dengan arah loop searah dengan arah jarum jam

Dapat disimpulkan,

4.2 Problem

1.) Tentukan Vo dan I!

Jawab :

2.) Tentukan Vo dan ID !

Jawab :

3.) Tentukan Vo1, Vo2 dan I !

Jawab :

4.3 Pilihan Ganda

1. Dibawah ini yang bukan merupakan jenis diode bedasarkan fungsinya adalah …

A. Diode zener

B. diode trafo

C. diode laser

D. diode foto

E. Diode penyerah

Jawaban : B

2. Suatu semikonduktor yang hanya dapat mengantar arus listrik dan tegagan pada satu arah saja disebut ….

A. diode

B. transformator

C. kapasitor

D. Relai

E. Thyristor

Jawaban : A

3. Berapakah nilai V0 dari rangkaian berikut?

A. 2,4 V

B. 10,3V

C. 11,3 mV

D. 2,4 mV

E. 11,3 V

Jawaban : E

Silicon: 0,7V

Gallium arsenide: 1,2V

KVL : -12 + 0,7 + I*4,7k = 0 V0 = I * 4,7k = 2,4 mA * 4,7k = 11,3 V

I*4,7k = 11,3

I = 2,4 mA

5. Percobaan [Back]

A. Prosedur percobaan

Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, diambil dari library proteus
Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak
Tepatkan posisi letaknya dengan gambar rangkaian
Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
Lalu mencoba menjalankan rangkaian, jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaiannya bekerja

b B. Rangkaian Simulasi

Rangkaian 2.28

Prinsip kerja rangkaian 2.28 :

Pada rangkaian 2.28 batrei yang memiliki tegangan 10V dihubungkan secara seri dengan resistor yang memiliki hambatan 330 ohm, sehingga kita mendapatkan arus total yang mengalir sebesar 28,2 mA. Selanjutnya arus total mengalir ke 2 buah diode silikont yang identic yang terhubung secara parallel., sehingga arus yang mengalir pada rangkaian parallel tersebut terbagi 2 dengan kuat arus yang sama yaitu 14,1 mA pada diode D1 dan 14,1 mA pada diode D2.

Rangkaian 2.29

Prinsip kerja rangkaian 2.29:

Pada rangkaian 2.29 batrei yang memiliki tegangan 10V dihubungkan secara seri dengan resistor yang memiliki hambatan 330 ohm, sehingga kita mendapatkan arus total yang mengalir sebesar 28,2 mA. Selanjutnya arus total mengalir ke 2 buah diode silikont yang kita anggap sebagai 2 buah batrei yang memiliki tegangan sama yaitu 0,7volt yang terhubung secara parallel., sehingga arus yang mengalir pada rangkaian parallel tersebut terbagi 2 dengan kuat arus yang sama yaitu 14,1 mA pada B1 dan 14,1 mA pada B2.

Rangkaian 2.30

Prinsip kerja rangkaian 2.30:

Pada rangkaian 2.30 di hubungkan dengan tegangan dari power supply sebesar 8volt sehingga terdapat arus yang mengalir sebesar 19,1mA pada resistor dengan hambatan 300 ohm. Kemudian arus total tersebut, mengalir kepada LED merah dan LED hijau yang terhubung secara parallel. Tegangan pada LED dapat di ukur dengan menghubungkan voltmeter secara parallel dengan LED. sehingga kita peroleh tegangan pada LED hijau sebesar 2,26 volt.

Rangkaian 2.31

Prinsip kerja rangkaian 2.31 :

Pada rangkaian 2.31 resistor dengan hambatan 300 ohm diberikan tegangan sebesar 8 volt yang kemudian menghasilkan arus sebesar 20mA. Arus tersebut mengalir seluruhnya kearah batrei yang memiliki tegangan 2V karena rangkaian parallel tersebut di open.

Rangkaian 2.32

Prinsip kerja rangkaian 2.33 :

Pada rangkaian 2.32 resistor dengan hambatan 300 ohm diberikan tegangan sebesar 8 volt yang kemudian menghasilkan arus sebesar 20mA. Arus tersebut mengalir seluruhnya kearah batrei yang memiliki tegangan 2V karena rangkaian parallel tersebut di open.

Rangkaian 2.33

Prinsip kerja rangkaian 2.33 :

Pada rangkaian 2.33 resistor dengan hambatan 300 ohm diberikan tegangan 8 volt, sehingga menghasilkan arus sebesar 16,7 mA. Arus tersebut mengalir seluruhnya ke batrei dengan tegangan 3 Volt karena rangkaian parallel tersebut di open.

Rangkaian 2.34

Prinsip kerja rangkaian 2.34:

Pada rangkaian 2.34 power supply memberikan tegangan sebesar 8 volt sehingga pada rangkaian terdapat arus yang mengalir, arus dan tegangan mengalir ke 2 buah resistor yang terangkai secara parallel dan kemudian meneruskannya ke arah diode silicon yang juga terangkai parallel, lalu arus dan tegangan tersebut masuk ke lampu LED yang juga di rangkai secara parallel sehingga menyebabkan lampu LED menyala. Pada rangkaian ini arus pada R1 dapat di ukur yairu sebesar 18,6 mA dan tegangan pada LED biru sebesar 5,05 Volt.

Rangkaian2.35

Prinsip kerja rangkaian 2.35:

Pada rangkaian 2.35 power supplay memberikan tegangan sebesar 12V yang mengalir menuju diode silicon dan juga mengalir ke lampu LED hijau yang dirangkai parallel dengan diode. Sehingga membuat lampu LED menyala, diakhir rangkaian, tegangan awal dari power supplay masuk menuju resistor dengan hambatan 2200 ohm yang mana pada resistor tersebut di ukur tegangan yang masuk sebesar 11,3 volt.

Rangkaian 2.36

Prinsip kerja rangakain 2.36:

Pada rangkaian ini, power supply memberikan tegangan awal sebesar 12volt yang kemudian tegangan tersebut mengalir menuju diode silicon yang sudah dianggap sebagai batrei dengan tegangan 0,7volt. kemudian tegangan awal tersebut mengalir ke resistor yang memiliki hambatan 2200 ohm yang mana pada resistor tersebut dapat kita ukur tegangan akhir atau tegangan output pada rangkaian tersebut sebesar 11,3 volt.

Rangkaian 2.37

Prinsip kerja rangkaian 2.37:

Pada rangkaian 2.37 arus yang bersumber dari batrei yang memiliki tegangan 20 volt mengalir dari batrei menuju diode D1, kemudian arus tersebut mengalir menuju diode D2 dan resistor 3300 ohm yang terhubung secara parallel. Kita dapat mengukur arus yang mengalir pada D2 yaitu sebesar 3,15 mA dan arus yang mengalir pada resistor yaitu sebesar 0,19 mA. Kemudian kedua arus beremu dan mengalir Kembali menuju resistor yang memiliki hambatan 5600 ohm sehingga di dapatkan jumlah arus total yang mengalir yaitu sebesar 3,34 mA.

Rangkaian 2.38

Pri nsip kerja rangkaian 2.38:

Pada rangkaian 2.38 meiliki rangkaian yang sma dengan 2.37 dan prinsip kerjanya juga sama, yaitu arus sebesar 3.34 mA yang bersumber dari batrei 20 volt yang mengalir menuju diode silicon yang memiliki tegangan 0,99volt. kemudian arus mengalir menuju diode D2 dan resistor 3300 ohm yang terhubung parallel. Disini didapatkan jumlah arus yang mengalir pada diode D2 sebesar 3,14 mA dan arus yang mengalir pada resistor sebesar 0,19 mA. Kemudian kedua arus tersebut Bersatu Kembali dan mengalir keseluruhnya menuju resistor 5600 ohm, sehingga didapat arus akhir total sebesar 3,34 mA. (besarnya sama dengan arus sumber yaitu 3,34mA).

Video