Apa yang dimaksud dengan tegangan jepit? Apa perbedaan Gaya Gerak Listrik (GGL) dan tegangan jepit? Kedua istilah tersebut dalam ilmu fisika memiliki pengertian yang hampir sama.
Untuk mempermudah Anda dalam memahaminya, perhatikan pembahasan berikut ini!
Listrik dan Sumber Energi Listrik
Berbicara terkait GGL dan tegangan jepit, maka tidak akan terlepas dari sumber listrik. Kita bisa menemukan berbagai sumber energi listrik dalam kehidupan sehari-hari. Misal baterai dan generator.
Sebuah sumber listrik akan menghasilkan energi listrik yang memiliki tegangan (beda potensial), di mana besar nilainya dinyatakan dalam satuan Volt (V). Jika Anda mengamati baterai atau generator, maka di ujungnya akan terdapat dua elemen yang disebut kutub positif (+) dan kutub negatif (-). Melalui kedua kutub inilah kita bisa menentukan besar tegangan sebuah energi listrik.
Tegangan dihasilkan dari beda nilai potensial antara kutub positif dan negatif pada sebuah sumber listrik. Untuk itulah, tegangan juga disebut beda potensial.
Contohnya, apabila sebuah sumber listrik diketahui memiliki tegangan sebesar 15 Volt, maka beda nilai potensial antar kedua kutubnya sebesar 15 Volt. Lalu, bagaimana terkait perbedaan GGL dan tegangan jepit? Simak pembahasan ini lebih lanjut berikut ini.
Perbedaan GGL dan Tegangan Jepit
Apa perbedaan dari gaya gerak listrik dengan tegangan jepit?
Adapun pembahasan tentang perbedaan GGL dan tegangan jepit dapat dilihat dari pengertian dan rumusnya yang ada dibawah ini.
Pengertian Gaya Gerak Listrik (GGL)
Gaya Gerak Listrik (GGL) adalah sebuah sumber listrik memiliki komponen yang bisa mengubah energi tertentu menjadi energi listrik. Apabila listrik yang dihasilkan tidak dialirkan ke suatu rangkaian.
GGL dapat ditemui pada rangkaian terbuka. Karena pada rangkaian tersebut tidak ada aliran listrik yang mengalir. Besar GGL disimbolkan dengan €.
Rumus Gaya Gerak Listrik (GGL):
€ = I × (r + R), dimana:
€ = Gaya Gerak Listrik (GGL) (V)
I = Kuat arus listrik (A)
r = Besar hambatan dari sumber tegangan (ohm)
R = Besar hambatan dalam rangkaian (ohm)
Pengertian Tegangan Jepit
Sebaliknya, apabila energi listrik yang dihasilkan dialirkan pada sebuah rangkaian tertutup, maka besar beda nilai potensialnya disebut tegangan jepit yang disimbolkan dengan V.
Rumus Tegangan Jepit :
V = I × R, atau V = € – I.r dimana:
V = Beda nilai potensial (V)
I = Kuat arus listrik (A)
R = Besar hambatan dalam rangkaian (ohm)
r = Besar hambatan sumber tegangan (ohm)
€ = Gaya Gerak Listrik (GGL) (V)
Sebuah sumber listrik yang memiliki nilai hambatan dalam (r) akan mengalami penurunan besar tegangan (ΔV) saat mengeluarkan arus (I).
€ > V
Perbedaan besar tegangan tersebut dapat dihitung melalui persamaan:
ΔV = € – V
ΔV = € – (€ – I.r)
ΔV = I.r
Besar Kuat Arus pada Sebuah Rangkaian Listrik
Sumber listrik yang memiliki besar tegangan (€) dan hambatan dalam (r) bisa dijadikan suatu rangkaian listrik baik secara paralel, seri, maupun campuran.
Jumlah sumber listrik yang digunakan akan mempengaruhi besar arus listrik yang dihasilkan. Perhatikan penjelasan berikut!
- Rangkaian Listrik Seri
Pada rangkaian seri di atas, diperoleh:
€ = €1 + €2 + €3
r = r1 + r2 + r3
Maka, besar kuat arus listrik (I) yang mengalir dapat dihitung menggunakan persamaan:
Apabila digunakan sumber tegangan (€) sejumlah n yang memiliki besar hambatan (r), maka besar kuat arus pada rangkaian seri dapat diketahui melalui rumus:
- Rangkaian Listrik Paralel
Melalui gambar di atas dapat diketahui:
€1 = €2 = €3, maka €p = €1 = €2 = €3
1/rp = 1/r1 + 1/r2 + 1/r3
Jika sebuah rangkaian paralel terdapat sumber tegangan (€) sejumlah n dengan besar hambatan r, maka dapat dihitung:
€p = €
rp = r/n
Contoh Soal Tegangan Jepit
Untuk mempermudah Anda dalam memahami dan menghitung besar tegangan suatu rangkaian, coba perhatikan contoh soal tegangan jepit beserta cara menghitungnya berikut ini.
3 buah baterai dengan GGL 1,0 Volt memiliki hambatan dalam o,8 ohm dihubungkan ke hambatan 15 ohm. Tentukan besar tegangan jepit apabila ketiga baterai dipasang seri dan paralel.
Adapun cara menghitung tegangan jepit pada rangkaian seri dan pararel adalah sebagai berikut :
Penyelesaian :
Diketahui:
€ = 1,0 Volt
n = 3
r = 0,8 ohm
R = 15 ohm
Ditanya:
Besar tegangan jepit seri dan paralel?
Jawab:
#Tegangan jepit rangkaian seri
Untuk rangkaian seri, berlaku:
V = I.R
V = 0,17 × 15
V = 2,55 Volt
#Tegangan jepit rangkaian paralel
Untuk rangkaian paralel, berlaku:
V = I.R
V = 0,066 × 15
V = 0,99 volt
Jadi, besar tegangan jepit pada rangkaian paralel dan seri masing-masing sebesar 0,99 volt dan 2,55 volt.
Penutup
Demikianlah penjelasan mengenai perbedaan GGL dan tegangan jepit dari segi pengertian, rumus, serta contoh soal dan cara menghitung tegangan jepit. Semoga tulisan di atas cukup membantu Anda dalam memahai materi terkait rangkaian listrik serta cara menghitung besarannya.