Bagaimana hubungan antara arus dan tegangan pada rangkaian seri dan paralel?

Hubungan Arus dan Voltan dalam Litar Bersiri dan Selari: Satu Perbandingan

Dalam dunia elektrik dan elektronik, memahami hubungan antara arus dan voltan adalah asas untuk menganalisis dan mereka bentuk litar elektrik. Dua konfigurasi litar yang paling asas adalah litar bersiri dan litar selari. Mari kita menyelami bagaimana arus dan voltan berinteraksi dalam setiap konfigurasi ini, memastikan pemahaman yang jelas dan membezakannya dengan baik.

Litar Bersiri: Arus Kekal Sama, Voltan Terbahagi

Dalam litar bersiri, semua komponen (seperti perintang, mentol lampu, dan lain-lain) disambungkan dalam satu laluan yang sama. Ini bermakna arus elektrik hanya mempunyai satu laluan untuk mengalir. Akibatnya, arus yang sama mengalir melalui setiap komponen dalam litar bersiri. Bayangkan arus sebagai aliran air dalam paip tunggal; jumlah air yang mengalir melalui setiap bahagian paip adalah sama.

Namun, voltan bertindak sedikit berbeza. Voltan, atau beza keupayaan elektrik, dibahagikan di antara komponen-komponen dalam litar. Voltan yang jatuh merentasi setiap komponen berkadar terus dengan nilai rintangan komponen tersebut. Komponen dengan rintangan yang lebih tinggi akan “mengambil” sebahagian besar voltan, manakala komponen dengan rintangan yang lebih rendah akan mengambil sebahagian kecil. Jumlah voltan yang jatuh merentasi semua komponen dalam litar bersiri mestilah sama dengan voltan sumber.

Rumusan penting untuk litar bersiri:

• Arus (I): Sama merentasi semua komponen (I_total = I_1 = I_2 = … = I_n)
• Voltan (V): Dibahagikan mengikut rintangan (V_total = V_1 + V_2 + … + V_n)
• Rintangan Total (R_total): Jumlah semua rintangan (R_total = R_1 + R_2 + … + R_n)

Litar Selari: Voltan Kekal Sama, Arus Terbahagi

Berbeza dengan litar bersiri, dalam litar selari, komponen disambungkan dalam beberapa laluan yang berbeza. Ini bermakna arus elektrik mempunyai beberapa laluan untuk mengalir dari satu titik ke titik yang lain. Dalam litar selari, voltan adalah sama merentasi setiap komponen. Bayangkan voltan sebagai tekanan air dalam tangki; tekanannya adalah sama di setiap saluran keluar dari tangki tersebut.

Arus, bagaimanapun, bertindak balas terhadap setiap laluan rintangan yang berbeza. Arus yang mengalir melalui setiap cabang selari berkadar songsang dengan nilai rintangan cabang tersebut. Ini bermakna, cabang dengan rintangan yang lebih rendah akan membenarkan lebih banyak arus mengalir, manakala cabang dengan rintangan yang lebih tinggi akan membenarkan kurang arus mengalir. Jumlah arus yang memasuki titik percabangan dalam litar selari mestilah sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut.

Rumusan penting untuk litar selari:

• Arus (I): Dibahagikan mengikut rintangan (I_total = I_1 + I_2 + … + I_n)
• Voltan (V): Sama merentasi semua komponen (V_total = V_1 = V_2 = … = V_n)
• Rintangan Total (R_total): Diperolehi menggunakan formula: 1/R_total = 1/R_1 + 1/R_2 + … + 1/R_n

Kesimpulan: Arus Seragam dalam Siri, Voltan Seragam dalam Selari

Ringkasnya, dalam litar bersiri, arus adalah “raja” dan kekal seragam di seluruh litar, manakala voltan tunduk kepada rintangan setiap komponen. Sebaliknya, dalam litar selari, voltan memerintah dengan kuasa yang sama untuk semua komponen, manakala arus terbahagi mengikut keperluan rintangan masing-masing.

Pemahaman yang jelas tentang hubungan ini membolehkan jurutera dan penggemar elektronik untuk menganalisis, mereka bentuk dan menyelesaikan masalah litar elektrik dengan lebih berkesan. Dengan mengenali ciri-ciri unik setiap konfigurasi, kita boleh memanfaatkan kuasa arus dan voltan untuk pelbagai aplikasi, dari sistem pencahayaan mudah hingga peranti elektronik yang kompleks.