Aturan pembagian arus diterapkan dalam rangkaian pembagi arus. Rangkaian ini menggunakan resistor yang dihubungkan secara paralel, bukan resistor yang dihubungkan secara seri seperti yang telah kita pelajari dalam rangkaian pembagi tegangan.
Jika rangkaian pembagi tegangan memiliki arus yang sama melalui setiap resistor, rangkaian pembagi arus memiliki tegangan yang sama di setiap resistor.
Aturan Pembagian Arus
Aturan pembagi arus mengikuti Hukum Arus Kirchhoff di mana jumlah semua arus yang memasuki suatu simpul sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan simpul yang sama. Setiap arus yang masuk dan meninggalkan suatu simpul ditentukan oleh resistansi setiap cabang yang terhubung ke simpul tersebut.
Perhatikan rangkaian DC di bawah ini.
Dari simpul a dan b, Hukum Arus Kirchhoff menyatakan bahwa:
Jumlah aljabar semua arus yang memasuki suatu simpul sama dengan jumlah aljabar semua arus yang meninggalkan suatu simpul.
Atau dengan kata lain:
Jumlah aljabar semua arus yang masuk dan meninggalkan suatu simpul sama dengan nol.
Arus yang masuk ke simpul a sama dengan arus yang keluar dari simpul b. Antara simpul a dan b, arus dibagi menjadi dua cabang, I1 dan I2 dengan resistansinya masing-masing R1 dan R2 dengan V sebagai tegangan turun di kedua resistansi (R1 dan R2).
Dalam rangkaian paralel, penurunan tegangan di setiap resistor yang terhubung secara paralel sama satu sama lain (V1 = V2 = V3 …). Dalam rangkaian seri, arus yang mengalir melalui setiap resistor yang terhubung secara seri sama satu sama lain (I1 = I2 = I3 …).
Rumus Aturan Pembagi Arus
Gunakan contoh rangkaian di atas untuk memahami bagaimana kita menggunakan rumus pembagian arus.
Dari Hukum Ohm kita sudah tahu bahwa
Atau
Gunakan ini untuk menghitung arus untuk setiap cabang di sirkuit
Total resistansi pada rangkaian paralel itu adalah
Substitusikan Persamaan (2) ke (1) menghasilkan
Dan
Substitusikan Persamaan (4) ke 3 akan menghasilkan
Dengan menggunakan Persamaan (5) tetapi dengan I2 dan R2, maka
Persamaan (5) dan (6) adalah rumus pembagi arus dimana:
Arus yang mengalir dalam cabang paralel sama dengan rasio resistansi yang berlawanan terhadap resistansi total dan dikalikan dengan arus total.
Akan sangat berbeda dengan rangkaian yang terdiri dari tiga atau lebih resistor yang dihubungkan secara paralel.
Resistansi ekivalen akan dibagi dengan resistansi cabang tempat arus yang diinginkan mengalir. Secara matematis, aturan pembagi arus untuk 3 resistor adalah arus total dikalikan dengan fraksi resistansi ekuivalen terhadap resistansi cabang masing-masing.
Contoh Aturan Pembagi Arus
Agar lebih mudah dipahami, berikut ini akan kami ulas beberapa contohnya.
1. Perhatikan rangkaian sederhana di bawah ini untuk menyelesaikan cara penyelesaian rangkaian pembagi arus dengan dua resistor.
Resistensi setara adalah
Arus totalnya adalah
Arus I1 adalah
Arus I2 adalah
Hal ini memperjelas apa yang dimaksud dengan pernyataan Hukum Kirchhoff Arus
2. Sekarang kita akan mencoba memecahkan aturan pembagi arus untuk 3 resistor.
Resistensi setara adalah
Arus totalnya adalah
Penurunan tegangan pada setiap resistor adalah
Rangkaian ekivalennya adalah
Karena rangkaian paralel memiliki penurunan tegangan yang sama pada setiap resistor yang terhubung secara paralel, maka
Arus yang mengalir melalui tiap cabang adalah
Ini adalah metode umum untuk menemukan arus yang mengalir di setiap cabang. Namun, ada metode pintas di mana kita langsung menggunakan rumus yang setara.
Kita masih perlu menghitung arus total, dari persamaan di atas kita tahu bahwa arus total (I) adalah 22 A.
Kita akan menggunakan persamaan di atas untuk menemukan I1, I2, dan I3.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa aturan pembagian arus?
Aturan pembagian arus menyatakan bahwa arus yang mengalir dalam cabang paralel sama dengan rasio resistansi yang berlawanan terhadap resistansi total dan dikalikan dengan arus total.