Gambar menunjukkan rangkaian listrik dasar, yang terdiri dari sumber listrik, bola lampu, dan sakelar. Perhatikan bahwa, pada gambar, sakelar dalam posisi terbuka, oleh karena itu merupakan rangkaian listrik terbuka
Apa itu rangkaian terbuka?
Sebuah rangkaian terbuka adalah satu di mana, karena adanya gangguan dalam konduktor logam yang menghubungkan komponen-komponennya, pembawa muatan dicegah dari menyelesaikan lintasan tertutup, diperlukan untuk peredaran arus listrik yang akan didirikan.
Rangkaian terbuka sama pentingnya dengan rangkaian tertutup, dan contoh paling umum yang ada adalah bola lampu yang menerangi ruangan, yang diaktifkan oleh sakelar atau sakelar listrik.
Saat sakelar ditutup, memungkinkan aliran elektron dari sumber listrik melewati bohlam, sehingga memancarkan cahaya. Selanjutnya, pembawa saat ini kembali ke sumbernya, menyelesaikan jalur tertutup.
Di sisi lain, ketika sakelar dibuka, aliran arus elektronik berhenti dan akibatnya bohlam mati. Singkatnya, sakelar atau sakelar listrik adalah perangkat yang memungkinkan Anda memilih antara memiliki rangkaian terbuka atau tertutup.
Ciri-ciri rangkaian terbuka
Rangkaian listrik terbuka, menurut definisinya, adalah rangkaian yang mencegah terbentuknya jalur tertutup untuk arus listrik. Akibatnya, rangkaian terbuka memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
1.- Tidak ada peredaran arus listrik
Dalam rangkaian listrik umum, pembawa muatan listrik adalah elektron bebas dari logam, yang menghubungkan bagian atau komponen listriknya.
Agar pembawa memiliki gerakan bersih bukan nol, dua hal harus terjadi:
- Adanya sumber gaya gerak listrik dan
- Jalur konduktif tertutup yang dimulai pada sumber dan berakhir pada sumber tanpa gangguan.
Seperti pada rangkaian terbuka, kondisi jalur tertutup yang tidak terputus tidak ada, bahkan jika sumbernya ada (baik baterai atau generator), tidak ada peredaran elektron bebas. Oleh karena itu, arus listrik adalah nol.
Harus diingat bahwa dalam fisika arus listrik didefinisikan sebagai:
Jumlah muatan (dalam coulomb) per satuan waktu (dalam detik) yang melewati suatu penampang ke penghantar yang menghubungkan elemen-unsur rangkaian.
Ketika 1 coulomb muatan berperedaran dalam rangkaian (tertutup) setiap detik, maka Anda memiliki arus 1 ampere (A). Pada rangkaian terbuka arus listrik I sama dengan 0 A.
2.- Tegangan rangkaian terbuka terbatas
Dalam rangkaian terbuka yang memiliki sumber, tegangan, beda potensial atau tegangan antara ujung bukaan, secara numerik sama dengan tegangan sumber.
Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa karena arus yang mengalir dalam rangkaian terbuka adalah nol, maka tidak ada penurunan tegangan atau rugi-rugi pada elemen-unsur yang membentuk rangkaian tersebut.
Untuk alasan ini, tegangan antara ujung sakelar terbuka sesuai dengan sumbernya.
3.- Resistansi rangkaian terbuka tak terbatas
Seperti yang dinyatakan sebelumnya, ada tegangan di terminal bukaan rangkaian terbuka, tetapi karena arus yang mengalir adalah nol, maka resistansi bukaan tidak terbatas.
Alasannya adalah dalam hukum Ohm, yang menetapkan bahwa hambatan listrik suatu komponen listrik adalah hasil bagi antara tegangan antara terminalnya dibagi dengan arus listrik yang berperedaran melalui unsur tersebut:
R = V / I
Tapi, karena arusnya nol amp, membagi nilai tegangan tertentu pada pembukaan dengan nol amp peredaran, hasil matematis cenderung ke angka yang sangat besar: tak terhingga.
Perbedaan rangkaian terbuka dan rangkaian tertutup
- Dalam rangkaian tertutup, arus dimulai dari salah satu terminal sumber (baterai atau generator) dan kembali ke terminal lain dari sumber yang sama. Di sisi lain, dalam rangkaian terbuka ini tidak mungkin karena jalur kembali terputus.
- Melalui unsur rangkaian tertutup, yang dapat berupa tipe pasif atau tipe aktif, pembawa arus listrik berperedaran. Ini bertukar energi mereka dengan komponen atau unsur tersebut.
Hal sebaliknya terjadi pada rangkaian listrik terbuka, karena pergerakan netto pembawa muatan adalah nol, maka tidak ada pertukaran atau transfer energi dari pembawa muatan ke komponen rangkaian yang bersangkutan. Ini bisa berupa resistor, kapasitor, induktor, transistor, atau komponen lainnya.
3. Pada rangkaian tertutup terjadi jatuh tegangan antara masing-masing unsur rangkaian, oleh karena itu setiap unsur memiliki hambatan listrik atau impedansi modulus hingga.
Khususnya, ketika sakelar ditutup, resistansi cenderung nol. Tetapi, dalam rangkaian terbuka, resistansi atau impedansi pada terminal sakelar terbuka tidak terdefinisi, atau cenderung tak terhingga.
Contoh rangkaian terbuka
Rangkaian terbuka sangat berguna, seperti yang dapat dilihat pada contoh berikut:
Terminal pengisi daya USB
Terminal pengisi daya USB untuk telepon seluler merupakan rangkaian terbuka selama terputus. Pada saat terhubung, arus mulai berperedaran melalui ponsel dan kemudian menjadi rangkaian tertutup.
Outlet listrik buatan sendiri
Demikian pula, outlet rumah tangga adalah rangkaian terbuka di mana tidak ada arus yang mengalir kecuali beberapa perangkat terhubung, misalnya lampu.
sekering
Gambar tersebut menunjukkan kotak sekering mobil. Elemen-unsur ini melindungi berbagai rangkaian yang dimiliki mobil. Sekering datang dalam berbagai warna tergantung pada arus maksimum yang dibawanya
Sekering adalah unsur yang digunakan untuk melindungi unsur rangkaian tertutup dari arus berlebih.
Ketika lebih banyak arus mengalir melalui sekering daripada yang dapat ditahannya, ia meleleh dan segera membuka rangkaian. Dengan cara ini, integritas unsur rangkaian lainnya, yang tidak dirancang untuk arus listrik bernilai tinggi, dilindungi.
senter
Senter bertenaga baterai saat dimatikan adalah rangkaian terbuka, tetapi segera setelah dinyalakan itu adalah rangkaian listrik tertutup.