Tegangan dan Arus pada Rangkaian Praktis

Karena dibutuhkan energi untuk memaksa elektron mengalir melawan oposisi dari suatu resistansi, akan ada tegangan yang terwujud (atau “jatuh”) di antara titik mana pun dalam rangkaian dengan resistansi di antaranya. Penting untuk dicatat bahwa meskipun jumlah arus (kuantitas elektron yang bergerak melewati titik tertentu setiap detik) seragam dalam rangkaian sederhana, jumlah tegangan (energi potensial per satuan muatan) antara set titik yang berbeda dalam satu rangkaian tunggal. sirkuit dapat sangat bervariasi:

Ambil sirkuit ini sebagai contoh. Jika empat titik pada rangkaian ini kita beri label dengan angka 1, 2, 3, dan 4, kita akan menemukan bahwa jumlah arus yang dialirkan melalui kawat antara titik 1 dan 2 sama persis dengan jumlah arus yang dialirkan melalui lampu. (antara poin 2 dan 3). Kuantitas arus yang sama ini melewati kabel antara titik 3 dan 4, dan melalui baterai (antara titik 1 dan 4). Namun, kami akan menemukan bahwa tegangan yang muncul di antara dua titik ini berbanding lurus dengan resistansi dalam jalur konduktif antara dua titik tersebut, mengingat bahwa jumlah arus di sepanjang bagian mana pun dari jalur rangkaian adalah sama (yang, untuk rangkaian sederhana ini). Dalam rangkaian lampu normal, resistansi lampu akan jauh lebih besar daripada resistansi kabel penghubung, jadi kita akan melihat sejumlah besar tegangan antara titik 2 dan 3, dengan sangat sedikit antara titik 1 dan 2, atau antara 3 dan 4. Tegangan antara titik 1 dan 4, tentu saja, akan menjadi jumlah penuh “gaya” yang ditawarkan oleh baterai, yang hanya sedikit lebih besar dari tegangan pada lampu (antara titik 2 dan 3). Ini, sekali lagi, analog dengan sistem reservoir air:

Antara titik 2 dan 3, di mana air yang jatuh melepaskan energi pada kincir air, terdapat perbedaan tekanan antara kedua titik, yang mencerminkan perlawanan terhadap aliran air melalui kincir air. Dari titik 1 ke titik 2, atau dari titik 3 ke titik 4, di mana air mengalir bebas melalui reservoir dengan sedikit hambatan, ada sedikit atau tidak ada perbedaan tekanan (tidak ada energi potensial). Namun, laju aliran air dalam sistem kontinu ini sama di mana-mana (dengan asumsi ketinggian air di kolam dan waduk tidak berubah): melalui pompa, melalui kincir air, dan melalui semua pipa. Begitu pula dengan rangkaian listrik sederhana: laju aliran elektron sama di setiap titik dalam rangkaian, meskipun voltase mungkin berbeda di antara rangkaian titik yang berbeda.

Referensi

• Lessons In Electric Circuits Volume I – DC