Cara membuat rangkaian seri dengan memastikan bahwa rangkaian itu hanya memiliki satu jalur arus listrik. Kita juga akan mempelajari cara menghitung tahanan secara matematis berdasarkan Hukum Ohm.
aksiografi.com – Ilmu tentang kelistrikan masuk dalam bidang Ilmu Fisika. Dalam kehidupan sehari-hari di era modern ini, listrik sangat vital. Semua perangkat elektronik kita bergantung pada aliran listrik. Hampir semua kebutuhan hidup yang membutuhkan perangkat harus terhubung dengan arus listrik.
Listrik merupakan setiap pengaruh yang dihasilkan dari keberadaan dan atau perpindahan muatan-muatan listrik. Jadi arus listrik adalah aliran muatan-muatan listrik. Begitu tombol On (hidup) arus listrik membuat lampu langsung menyala. Itu terjadi karena impuls listrik yang lewat dari elektron ke elektron bergerak melalui kawat menuju ke lampu.
Rangkaian listrik adalah jalur yang dilalui muatan listrik. Rangkaian yang hanya memiliki satu jalur yang dapat dilalui oleh arus listrik disebut rangkaian seri. Jika salah satu bagian dari rangkaian seri ini rusak maka tak ada lagi arus yang dapat melalui rangkaian ini.
Beberapa lampu hias biasanya terangkai secara seri sehingga jika salah satu saja dari lampu tersebut mati maka seluruh lampu pada rangkaian akan berhenti bekerja.
Pada percobaan ini, kita akan menggunakan model untuk memperagakan rangkaian seri. Kita akan menentukan cara mengukur tegangan, arus dan tahanan pada rangkaian seri. Kita juga akan mempelajari cara menghitung tahanan secara matematis berdasarkan Hukum Ohm.
1Tujuan Pembelajaran
Praktik Sekolah Alam Ilmu Fisika ini bertujuan untuk memperagakan cara membuat rangkaian seri.
Bahan-Bahan Rangkaian Seri
baterai 1,5 V
tempat baterai dengan kabel-kabel berisolasi (terbungkus) (warna merah dan hitam)
lampu bohlam (untuk fiting dengan sekrup berukuran E-10)
fiting (tempat lampu bohlam) dengan sekrup berukuran E-10
Cara Kerja Membuat Rangkaian Seri
1. Letakkan baterai pada tempatnya sehingga terminal negatif baterai berada di bagian ujung dengan kabel yang berwarna hitam.
2. Pasanglah lampu pada fitingnya.
3. Pegang bagian kabel yang masih terbungkus dan sentuhkan ujung kabel yang sudah tidak terbungkus pada tempat baterai, kemudian sentuhkan ujung kabel lain yang sudah telanjang pembungkusnya pada sekrup-sekrup di sisi fiting lampu (Lihat Gambar di samping ini)
PERHATIAN: Jangan membiarkan kabel menyentuh sekrup fiting lampu lebih dari beberapa detik. Lampu dan kabel yang terbuka cukup panas dan bisa membakar kulitmu. Biarkan kabel dingin terlebih dahulu sebelum tersentuh.
4. Amati lampu ketika hanya ada satu kabel yang terhubung dari terminal negatif baterai ke salah satu sekrup fiting lampu.
5. Ulangi Langkah 4 hanya dengan menggunakan kabel yang bersumber dari terminal positif
2Hasil Rangkaian Seri
Hasil praktek cara membuat rangkaian seri berhasil. Ternyata lampu hanya bisa menyala jika kedua kabel terhubung dari baterai ke kedua sekrup yang terdapat pada fiting lampu, satu kabel pada masing-masing sisi fiting lampu.
Bagaimana Penjelasannya?
Arus listrik adalah aliran muatan listrik. Arus listrik bergerak melalui penghantar, misalnya kabel yang menghubungkan antara tempat baterai dengan bagian-bagian logam fiting lampu, lampu dan baterai listrik (alat yang menggunakan bahan kimia untuk menghasilkan listrik). Jalur yang terbuat melalui bahan-bahan yang bersifat menghantar yang bisa dialiri arus listrik disebut rangkaian listrik.
Jika rangkaian listriknya berupa simpai, berarti jalurnya merupakan jalur berkelanjutan, dan rangkaiannya disebut rangkaian tertutup. Begitu juga halnya jika penghantar yang membentuk rangkaian listrik tersebut putus. rangkaian tersebut merupakan rangkaian terbuka. Seperti pada percobaan di atas, jika sebuah rangkaian hanya mempunyai satu jalur yang dapat terlewati arus listrik, maka rangkaian tersebut adalah rangkaian seri.
Lampu dapat menunjukkan apakah rangkaian yang berfungsi terbuka atau tertutup. Agar lampu menyala, elektron harus bergerak melalui filamen yaitu kumparan di dalam lampu. Karena kawat filamen (berukuran kecil. elektron-elektron yang melalui filamen tersebut cenderung sering bertubrukan dengan atom-atom di dalam kawat.
Tubrukan ini mengakibatkan atom-atom bergetar, sehingga meningkatkan suhu kawat. Ketika ada cukup arus maka kawat cukup panas untuk berpijar. Ketika rangkaian tertutup, kabel menghubungkan kedua sisi lampu dengan masing-masing ujung baterai sehingga elektron-elektron dapat mengalir melalui rangkaian tersebut dan menyalakan lampu. Rangkaian terbuka terbentuk ketika salah satu kabel dari lampu terlepaskan dari baterai.
Ini menyebabkan rangkaian terputus, sehingga elektron-elektron tidak dapat mengalir lagi. Cahaya lampu tidak menyala ketika rangkaian dalam keadaan terbuka.
Baterai menyediakan arus searah (DC) (arus listrik yang mengalir pada satu arah). Anak panah menunjukkan bahwa pada rangkaian tertutup, arus yang ditunjukkan dengan simbol é pada Gambar di bawah ini, bergerak menjauh dari terminal negatif baterai, melalui lampu, dan kembali ke terminal positif baterai.
3Cobalah Pendekatan Baru
Setelah melakukan praktek cara membuat rangkaian seri, selanjutnya kita akan melakukan percobaan dengan pendekatan baru, sebagai berikut:
1. Apakah listrik yang mengalir dengan arah berlawanan melalui lampu dapat mempengaruhi terang tidaknya cahaya? Ulangi percobaan, putar tempat baterai sebesar 180″ sehingga terminal positif (kabel merah) dan terminal negatif (kabel hitam) berkebalikan.
2a. Apakah menambahkan lampu pada rangkaian seri akan mempengaruhi terang tidaknya tiap lampu? Ulangi percobaan awal, dengan menggunakan dua lampu. Gunakan kawat sepanjang 10 cm untuk menghubungkan kedua fiting lampu. Gunakan pemotong kabel untuk membuka sedikit pembungkus pada setiap ujung kabel dan kaitkan ujung-ujung kabel yang sudah terlanjang tersebut pada sekrup setiap fiting lampu.
Petunjuk Lomba dan Pameran Sains
Setelah melakukan praktek cara membuat rangkaian seri dengan pendekatan baru, maka Anda persiapkan percobaan untuk lomba dan pameran sains. Gunakan gambar skematik, seperti yang ada pada Gambar di bawah ini untuk memperlihatkan dua lampu pada rangkaian seri.
b. Ketika lampu-lampu terhubung secara seri, apa yang terjadi ketika salah satunya padam? Tentukan hal ini dengan melepas salah satu sekrup bohlam yang terhubungkan secara seri. (Catatan: Ketika bohlam padam, maka filamen dalam bohlam akan putus. Dengan demikian melepas sekrup salah satu lampu juga akan memberikan pengaruh yang sama dengan apabila mempergunakan bohlam yang putus.)
3. Bagaimana efek penambahan jumlah baterai terhadap terang tidaknya lampu? Ulangi percobaan awal dengan mempergunakan satu bohlam yang terhubung dengan dua buah baterai 1,5 V yang dirangkai secara seri, dengan menggunakan kabel untuk menghubungkan terminal negatif baterai dengan terminal positif baterai lainnya.
PERHATIAN: Gunakan baterai dengan tegangan 1,5 V. Menghubungkan lebih dari dua baterai 1,5 V pada rangkaian seri atau mempergunakan baterai dengan tegangan yang lebih besar dapat membakar lampu karena menghasilkan arus listrik dengan jumlah yang dapat membahayakan.
Anda juga dapat membaca artikel-artikel lain tentang #ilmu-fisika. Selamat Belajar!
