Rangkaian Pembagi Tegangan dan Hukum Kirchhoff

Rangkaian Pembagi Tegangan

Jika kita menganalisis rangkaian seri sederhana, dengan menentukan tegangan jatuh yang melalui masing-masing tahanan.

Dari nilai yang diberikan pada masing-masing tahanan, kita dapat menentukan tahanan total rangkaian,

Dalam rangkaian seri nilai total tahanan adalah penjumlahan masing-masing nilai tahanan, maka :

Dari sini, kita dapat menggunakan Hukum Ohm (I=E/R) untuk menentukan arus total, yang mana nilai arusnya akan sama dengan nilai arus yang melewati masing-masing tahanan.

Sekarang, diketahui bahwa nilai arus dari rangkaian adalah 2 mA, kita dapat menggunakan Hukum Ohm (E=IR) untuk menghitung tegangan pada masing-masing tahanan.

Jelas bahwa nilai tegangan jatuh yang melalui masing-masing tahanan adalah sebanding dengan nilai tahanannya dengan nilai arus yang sama yang mengalir melalui seluruh tahanan. Perhatikan bahwa tegangan yang melewati R2 nilainya dua kali dari nilai tegangan yang melewati R1, sebagaimana nilai tahanan dari R2 dua kali nilai tegangan R1.

Jika kita mengubah tegangan totalnya, kita akan menemukan perbandingan dari tegangan-tegangan jatuhnya tetap konstan :

Tegangan jatuh yang melewati R2 masih dua kali nilai tegangan jatuh pada R1,walaupun nilai sumber tegangan telah diubah. Perbandingan tegangan-tegangan jatuh adalah fungsi dari nilai tahanan.

Dengan sedikit pengamatan lebih, jelaslah bahwa tegangan jatuh pada masing-masing tahanan juga merupakan bagian yang tetap dari tegangan suplai. Tegangan pada R1, sebagai contoh adalah 10 volt ketika suplai baterai 45 volt. Ketika tegangan baterai ditingkatkan menjadi 180 volt (4 kali nilai awal), tegangan jatuh pada  R1 juga meningkat dengan dikali faktor 4 (dari 10 sampai 40 volts). Akan tetapi rasio antara tegangan R1 dan tegangan total tidak berubah :

Demikian juga, tidak ada satupun dari rasio tegangan jatuh yang lain yang berubah dengan meningkatnya tegangan suplai :

Karena alasan inilah sebuah rangkaian seri sering disebut pembagi tegangan karena kemampuannya membagi tegangan menjadi bagian-bagian kecil dari rasio yang konstan. Dengan sedikit aljabar kita dapat memperoleh formula untuk menentukan tegangan jatuh pada tahanan seri yang diberikan yang nilainya tidak lebih dari tegangan total, tahanan masing-masing dan tahanan total :

Rasio masing-masing tahanan terhadap tahanan total adalah sama dengan rasio masing-masing tegangan jatuh terhadap total suplai tegangan dalam rangkaian pembagi tegangan. Ini diketahui sebagai formula pembagi tegangan, dan cara mudah untuk menentukan tegangan jatuh dalam rangkaian seri tanpa melalui perhitungan arus dengan Hukum Ohm.

Dengan menggunakan formula ini, kita dapat menganalisa kembali contoh tegangan jatuh dalam langkah yang lebih mudah :

Pembagi tegangan memberikan aplikasi yang luas dalam pengukuran listrik, di mana gabungan dari tahanan seri yang biasa digunakan sebagai “pembagi” tegangan ke dalam bagian yang akurat sebagai bagian dari alat pengukuran tegangan.