Untuk keperluan praktis, semua bahan konduktor yang digunakan secara khusus sebagai penahan arus disebut sebagai “Resistor” atau ada pula yang menyebutnya sebagai “Tahanan”. Ditinjau dari bahan dan konstruksinya maka resistor dapat dibedakan sebagai berikut :
– Berbentuk gulungan kawat dari bahan nikelin atau campuran nichrom pada keramik/plastik untuk daya besar
– Berbentuk campuran bahan carbon untuk daya kecil hingga ½ watt
– Berbentuk endapan logam pada keramik
– Berbentuk endapan carbon pada keramik
Penggunaan praktis dari resistor dalam rangkaian listrik adalah sebagai berikut:
– Sebagai unsur kalibrasi meter jarum, misalnya sebagai resistor Shunt untuk ampere meter dan resistor seri untuk volt meter
– Sebagai pengatur arus pada suatu rangkaian listrik misalnya reostat
– Sebagai pembagi tegangan misalnya potensiometer
– Sebagai elemen pemanas, misalnya resistor yang terbuat dari bahan Nikelin atau Nichrom.
Jika tiga resistor dihubungkan seperti gambar di bawah ini maka disebut sebagai hubungan atau rangkaian seri resistor.
Gambar 3.26 rangkaian seri resistor
Karakteristik Rangkaian Seri
– Arus yang mengalir dalam rangkaian seri selalu sama sepanjang lintasan arus yang ada dalam suatu rangkaian, sebab hanya ada satu lintasan arus dalam rangkaian seri. Arus di dalam rangkaian seri dinyatakan dalam persamaan berikut:
It = I1 = I2 = I3 = I4 = ……
– Resistan total R, dalam rangkaian seri merupakan penjumlahan seluruh resistan yang ada di dalam rangkaian. Resistan dalam rangkaian seri dinyatakan dalam persamaan berikut:
Rt = R1 + R2 + R3 + R4 + ……
– Tegangan dalam rangkaian seri digunakan sepenuhnya oleh seluruh resistan yang ada di dalam rangkaian. Beban pada rangkaian seri harus berbagi tegangan yang disalurkan ke rangkaian. Jadi, tegangan yang disalurkan ke dalam rangkaian akan terbagi pada setiap beban listrik yang ada.
– Tegangan yang diterima oleh setiap beban akan berubah tergantung nilai resistan beban. Perubahan tegangan pada setiap beban disebut tegangan jatuh. Tegangan jatuh merupakan jumlah tegangan (tekanan listrik) yang digunakan atau hilang melalui pada setiap beban atau konduktor dalam proses pemindahan electron (arus listrik) melalui lintasan arus dalam rangkaian. Tegangan jatuh pada setiap beban proporsional dengan nilai resistannya.
– Jumlah tegangan jath dalam suatu rangkaian seri sama dengan nilai tegangan yang dikenakan pada rangkaian tersebut. Hal ini dinyatakan dalam persamaan berikut:
Et = E1 + E2 + E3 + E4 + ……..
– Hukum Ohm dapat digunakan untuk menghitung setiap bagian yang ada dalam rangkaian seri atau rangkaian total. Gambar 3.5 memperlihatkan rangkaian seri dengan empat resistan pemanas dengan nilai yang berbeda. Perhitungan resistan total, arus, dan tegangan jatuh pada setiap beban pemanas dapat dilakukan dengan cara berikut:
Gambar 3.27 Rangkaian seri dengan 4 resistan
Gambar 3.27 memperlihatkan rangkaian seri yang terdiri dari empat buah resistan dari elemen pemanas. Resistansi masing-masing elemen adalah R1= 4, R2=10, R3=12, dan R4=14. Rangkaian seri tersebut dihubungkan ke sumber tegangan 220 V.
Cara menghitung resistan total:
Langkah 1: Gunakan rumus
Rt = R1 + R2 + R3 + R4
Langkah 2: Substitusikan nilai resistansi masing-masing resistor
Rt = 4 + 10 + 12 + 14
Langkah 3: Selesaikan persamaannya
Rt = 40 Ω.
Cara menghitung arus listrik total:
Untuk menghitung arus listrik yang mengalir di dalam rangkaian seri digunakan Hukum Ohm.
Langkah 1: Gunakan rumus
Langkah 2: Substitusikan nilai tegangan (U) dan nilai resistansi total (Rt).
Langkah 3: Selesaikan persamaannya
I = 5,5 amper
Hukum Ohm untuk menghitung tegangan jatuh pada elemen pemanas pertama (R1).
Langkah 1: Gunakan rumus
U = I x R1
Langkah 2: Substitusikan nilai arus total (I) dan nilai resistansi
elemen heater pertama (R1).
U = 5,5 x 4
Langkah 3: Selesaikan persamaannya
U = 22 volt
Menghitung tegangan jatuh pada R2:
Langkah 1: Gunakan rumus
U = I x R2
Langkah 2: Substitusikan nilai arus total (I) dan nilai resistansi elemen heater pertama (R1).
U = 5,5 x 10
Langkah 3: Selesaikan persamaannya
U = 55 volt
Menghitung tegangan jatuh pada R3:
Langkah 1: Gunakan rumus
U = I x R3
Langkah 2: Substitusikan nilai arus total (I) dan nilai resistansi elemen heater pertama (R1).
U = 5,5 x 12
Langkah 3: Selesaikan persamaannya
U = 66 volt
Menghitung tegangan jatuh pada R4:
Langkah 1: Gunakan rumus
U = I x R4
Langkah 2: Substitusikan nilai arus total (I) dan nilai resistansi elemen heater pertama (R1).
U = 5,5 x 14
Langkah 3: Selesaikan persamaannya
U = 77 volt
Menghitung tegangan total:
Langkah 1: Gunakan rumus
Et = E1 + E2 + E3 + E4
Langkah 2: Substitusikan nilai arus total (I) dan nilai resistansi elemen heater pertama (R1).
E1 = 22 + 55 + 66 + 77
Langkah 3: Selesaikan persamaannya
U = 220 volt