Tips Menyelesaikan Rangkaian Kompleks atau Majemuk

Dalam pelajaran Fisika di SMA, khususnya mengenai Konsep Listrik Dinamis, siswa-siswa kelas XII biasanya mempelajari konsep rangkaian tertutup sederhana atau kompleks. Penyelesaian rangkaian-rangkaian ini biasanya dianalisis menggunakan Hukum Kirchhoff, dimana hukum ini terbagi menjadi dua, yaitu hukum penjumlahan arus dalam titik percabangan dan hukum penjumlahan tegangan dalam simpal (rangkaian) tertutup. Hukum penjumlahan arus secara sederhana menunjukan jumlah arus total arus yang masuk sama dengan jumlah total arus yang keluar dari titik percabangan. Biasanya soal yang berkaitan dengan hal ini sangat mudah. Sementara itu, hukum perjumlahan tegangan menunjukan bahwa tegangan dalam satu simpal tertutup harus sama dengan nol. Soal yang berkaitan dengan hukum kedua ini dapat berupa rangkaian tertutup sederhana maupun rangkaian kompleks atau majemuk. Rangkaian tertutup sederhana merujuk pada rangkaian satu loop dan rangkaian kompleks merujuk pada rangkaian dua loop atau lebih. Dalam pembahasan ini, penggunaan Hukum Kirchhoff akan difokuskan untuk menyelesaikan rangkaian kompleks. Ada beberapa langkah menyelesaikan rangkaian kompleks, diantaranya:

1. Gantikan kombinasi-kombinasi rangkaian resistor yang disusun secara seri ataupun paralel dengan resistansi ekivalennya.
2. Pilih satu arah arus dalam setiap cabang rangkaian dan berinama arus-arus tersebut dalam suatu diagram rangkaian. Tambahkan tanda plus dan minus untuk menunjukkan sisi-sisi potensial yang lebih tinggi dan lebih rendah dari tiap sumber Ggl.
3. Terapkan aturan hukum jumlah arus untuk masing-masing percabangan dimana arus terbagi.
4. Gunakan aturan hukum penjumlahan tegangan untuk setiap simpal yang ada.
5. Pecahkan nilai-nilai persamaan untuk memperoleh nilai yang tidak diketahui.

Kelima tahapan ini tampak tidak jelas karena belum diterapkan pada permasalahan fisika yang sesuai. Oleh karena itu, kita akan meninjau satu kasus mengenai rangkaian kompleks seperti pada soal uraian di bawah ini.

Soal:  (a) Tentukan arus pada tiap rangkaian pada gambar di bawah ini. (b) Gunakan hasil pada (a) untuk menentukan potensial pada setiap titik yang ditunjukkan dengan asumsi pontensial pada titik a sama dengan nol.

 Untuk mencari solusi semua pertanyaan diatas kita akan menerapkan langkah-langkah seperti dijelaskan di atas...(Bersambung)