RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK
- arus yang besarnya selalu berubah ubah secara periodik
1.Kuat Arus dan Tegangan AC Dinyatakan dengan Fase
Arus dan tegangan ac dapat dengan mudah dihasilkan oleh generator ac.Cukup dengan memutar sebuah gelung di antara medan magnetik yang dihasilkan oleh pasang kutub U-S sebuah magnet.
Arus dan tegangan bolak balik dapat dinyatakan dalam fungsi berikut :
i = Im sin ωt
v = Vm sin ωt
Im dan Vm menyatakan nilai maksimum dai arus dan tegangan. Arus listrik dan tegangan bolak balik dapat dinyatakan dalam diagram fasor ( diagram yang menyatakan suatu besaran dalam vektor)
fasor adalah suatu vektor yang berputar terhadap titik pangkalnya.Fasor dari suatu besaran dilukiskan sebagai suatu vektor yang besar sudut putarnya terhadap sumbu horizontal sama dengan sudut fasenya.
2.Formulasi Arus dan Tegangan AC
Daya adipasi adalah daya yang dibuang dalam bentuk panas oleh suatu peralatan listrik.rumusnya P = Ri2
untuk arus dc nilai I adalah nilai rata-rata. Arus ac memiliki nilai rata-rata sama dengan nol.
3.Alat Ukur arus atau Tegangan AC
Alat ukur arus atau tegangan ac menunjukkan nilai efektif arus atau tegangan.
Alat ukur tegangan ac disebut voltmeter ac,sedangkan alat ukur arus ac disebut amperemeter.
4.Resistor dalam rangkaian arus Bolak-balik
5.Induktor dalam rangkaian bolak balik
6.Kapasitor dalam rangkaian bolak balik
Resistor R saja, induktor L saja dan kapasitor L saja terdapat dalam rangkaian ac. Hukum ohm dalam masing-masing rangkaian adalah XR=VR/IR ; IR=VL/IL ; dan XC=VC/IC
SUDUT FASE ANTARA KUAT ARUS DAN TEGANGAN
VR= Vm sin ωt
VL= Vm sin (ωt-90˚)
VC=Vm sin (ωt-90˚)
Tegangan antara ujung rangkaian seri RLC, yaitu VAB=V adalah jumlah fasor antara VR,VL, dan VC :
V=VR+VL+ VC
Besar tegangan VAB atau V adalah
V=√[VR2+(VL+ VC)2]
Arah fasor V
tg θ= VL-VC/R
Tegangan ,masing-masing komponen
VR= i R, VL= i XL, dan VC= i XC
Efek hambatan total yg dilakukan oleh rasistor R, induktor XL, dan kapasitor XC dalam rangkaian arus bolak balikdiganti dengan sebuah hambatan pengganti yang kita sebut dengan impedansi Z rangkaian RLC sehingga berlaku hukum Ohm
VAB=V=iZ
Jika nilai V=iZ dan VR, VL, dan VC pada persamaan ini kita masukan pada persamaan V = Ö[VR² + (VL - VC)²], maka akan kita peroleh
Z = Ö[R² + (XL-XC)²]
Dengan rumus umum
Z = Ö[R² + X²] dengan X=XL-XC
9.BEDA FASE RANGKAIAN
Dengan menganalogi Z dengan V, R dengan VR, X dengan VL, dan XC dengan VC memberikan persamaan umum tegangan ac (penjumlahan vektor-vektor VL, Vc dan VR)
V = Ö[VR² + (VL - VC)²]
Kita juga dapat menyatakan rumus tangenθ dengan notasi lebih umum ini sebagai
tgq = (XL - XC)/R
tgθ= (VL-VC)/VR
BESAR FREKUENSI RESONANSI :
XL = XC
wL =
w2 =
f = atau T =
10.BESAR KUAT ARUS DAN IMPEDANSI RANGKAIAN RLC PADA KEADAAN RESONANSI
Grafik kuat arus i taerhadap frekuensi sudut ω. Kuat arus i mencapai puncaksaat frekuensi sumber sama dengan frekuensi resonansi rangkaian.
Persamaan arus yang mengalir melalui rangkaian seri RLC
i=V/Z
i=V/(√[R2+(XL-XC)2])=V/(√[R2+(ωL-1/(ωC)2])
Hasil dapat dibuktikan dengan menganalisis persamaan di atas. Ketika frekuensi sumber arus bolak balik sama dengan frekuensi resonansi rangkaian (ω=ωR), maka XL=XC, sehingga
Impedansi Rangkaian
Z=sin2θ=1/(T) 0∫T sin2 θ dθ=R (nilai minimum)
Kuat Arus Rangkaian
I=V/(√[R2+0]) (nilai maksimum)
Jadi, ketika frekuensi arus bolak balik sama dengan frekuens resonansi rangkaian maka:
a/. Impedansi rangkaian mencapai nilai minimum (terkecil), yaitu sama dengan hambatan rangkaian (Z=R)
b/. Kuat arus rangkaian mencapai nilai maksimum (terbesar), yaitu i=V/R
c/. Daya disipasi rangkaian mencapai maksimum, yaitu p=i2R
