Gambar Rangkaian Hukum Pembagi Tegangan
Salah satu aturan yang paling mendasar yang harus dipahami dalam rangkaian listrik ataupun rangkaian elektronika adalah hukum pembagi tegangan. Atau setidaknya bisa langsung membayangkan perbandingan tegangan yang jatuh dari setiap beban atau tahanan yang terhubung seri atau parallel. Karena dengan memahami aturan ini kita dapat dengan cepat merespon kondisi suatu rangkaian tanpa melakukan perhitungan terlebih dahulu. Ataupun kita bisa mengetahui bahwa setiap beban yang kita pasang pada setiap terminal output suatu rangkaian akan membuat tegangan output tersebut turun akibat hubungan parallel antara tahanan pada terminal output dengan tahanan beban. Setiap resistansi atau tahanan yang terhubung parallel akan membuat tahanan totalnya lebih kecil dari kedua tahanan yang terhubung parallel tersebut, akibatnya dengan turunya tahanan pada terminal tersebut maka pada pembagian tegangan dengan rangkaian seri yang lain terminal tadi akan memperoleh tegangan yang lebih kecil.
Mari kita perhatikan rangkaian pada gambar i. Sesuai dengan rumus pembagi tegangan maka tegangan pada R1 = (R1/(R1+R2)) 9V = (1K/4K)9 = 9/4=2,25 volt. Begitu juga jika kita ingin menghitung tegangan pada R2. Yang pasti jumlah dari tegangan yang terhubung seri tersebut sama dengan tegangan supply. Kemudian pada gambar ii terlihat dua tahanan yang sama terhubung seri kemudian pada salah satu tahanan diparalelkan dengan tahanan yang lain. Jika kita coba analisa pada saat kedua tahanan yang sama itu dipasang seri maka tegangan yang akan jatuh pada masing-masing tahanan tersebut akan berbagi rata (sama=4,5 volt), tetapi dengan ditambahnya satu tahanan lagi pada salah satunya maka tegangan akan turun pada tahanan yang terbebani tersebut. Untuk nilai tegangannya bisa kita hitung dengan rumus pembagi tegangan setelah kita hitung tahanan pengganti pada tahanan parallel tersebut.
Untuk aturan pada rangkaian gambar iii dan iv merupakan prinsip favorit saya dalam aturan pembagi tegangan. Pada gambar iii merupakan rangkaian satu tahanan dengan ujung yang terbuka (open circuit). Dari rangkaian tersebut banyak orang menyimpulkan bahwa tegangan yang jatuh pada ujung yang terbuka adalah o volt, padahal jika kita memahami prinsip pembagi tegangan maka dengan cepat kita bisa menyimpulkan bahwa tegangan yang jatuh adalah sama dengan tegangan supply. Pada dasarnya rangkaian tersebut bagai rangkaian dengan dua tahanan terhubung seri, satu tahanan R3 dan tahanan yang lain adalah udara. Nilai tahanan dari udara sangat besar sekali mendekati tak terhingga sehingga arus yang mengalir hampir tidak ada. Tetapi jika kita gunakan rumus pembagi tegangan maka perbandingan antara tahanan udara dengan R3 sangat jauh sekali sehingga sebagian besar jatuh pada tahanan udara ( VRu = (Ru / (R3+Ru)) 9 v = ( ∞ / (1K + ∞ )) 9 v = ( ∞ / ∞) 9v = (1) 9v = 9 volt). Untuk rangkaian pada gambar iv bisa kita simpulkan bahwa tegangan yang jatuh pada kawat tanpa adanya tahanan adalah 0 volt. Hal ini dikarenakan tahanan yang ada pada kawat idealnya adalah 0 ohm, dengan demikian tidak akan ada pembagian tegangan yang jatuh padanya.
Sebenarnya untuk hukum pembagi tegangan ini saya punya pengalaman tersendiri. Dengan bermodal keyakinan pada hukum yang bersifat absolut, saya pernah mengajak dua teman kuliah saya untuk membentuk hubungan seri dengan tahanan adalah masing-masing tubuh kami walaupun dengan susah payah merayu agar kedua teman tersebut mau ikut membuktikannya. Saat itu saya menantang dengan mencoba membagi tegangan PLN 220 volt ke masing-masing tubuh kami bertiga. Dengan asumsi tegangan yang akan jatuh pada masing-masing adalah 220 / 3 = 73 volt, kemudian saya ajak kedua teman untuk naik ke atas kursi plastik agar tidak terjadi hubungan parallel dengan ground. Satu terminal langsung saya pegang dan kedua teman secara seri memegang terminal satunya, lalu saya menyentuh teman yang ujung dengan pelan-pelan. Maka memang benarlah apa yang sudah menjadi hukum alam atau kententuan Allah SWT, tegangan yang kami rasakan hanya kejutan yang tidak terlalu besar. Dengan senangnya setelah itu salah satu teman tanpa sadar menurunkan kakinya ke lantai maka dengan serentak kami semua melompat akibat sengatan listrik 220 volt. Dengan demikian isu kebanyakan orang yang menyatakan bahwa tegangan listrik akan lebih besar jatuh pada orang yang berada diujung adalah salah. Pernyataan itu tidak sejalan dengan hukum pembagi tegangan baik pada hubungan seri ataupun parallel. Mengapa demikian ? saya pikir anda sudah bisa menyimpulkan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar