Fisika

Rangkaian Arus Bolak Balik

Sobat pintar, tahukah kamu ternyata rangkaian arus bolak-balik terdiri dari beberapa jenis yaitu rangkaian resistor, induktor, dan kapasitor?

Bagaimana keadaan rangkaian-rangkaian tersebut saat dialiri arus bolak-balik? Yuk simak pembahasan berikut ini!

A. Rangkaian Resistor

Rangkaian resistor adalah rangkaian yang hanya mengandung hambatan (R) saja.
Rangkaian resistor jika dihubungkan dengan arus bolak balik maka akan menghasilkan penurunan potensial listrik dalam rangkaian atau kata lain sebagai pembatas arus yang masuk. Nah jika sudah dibatasi, pada rangkaian V dan I berada pada keadaan sefase, yang artinya mencapai nilai maksimum pada saat yang sama.

Sebuah resistor dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, besarnya tegangan pada resistor sama dengan tegangan sumber, yaitu:

Arus yang mengalir melalui resistor adalah:

B. Rangkaian Induktor

Sebuah induktor juga memiliki nilai hambatan yang biasa disebut reaktansi induktif saat dialiri arus bolak balik. Nilai hambatan induktor ini bergantung pada frekuensi sudut dari arus bolak-balik.

Besarnya tegangan pada ujung-ujung induktor sama dengan tegangan sumber, sehingga berlaku:

Arus yang mengalir melalui resistor adalah:

C. Rangkaian Kapasitor

Rangkaian kapasitor merupakan rangkaian yang unik dimana rangkaian ini  dapat menyimpan energi listrik sementara.

Kapasitor jika dialiri arus bolak  balik akan menimbulkan resistansi semu  atau biasa  disebut reaktansi kapasitif. Besar nilai reaktansi kapasitif bergantung pada besarnya nilai kapasitansi kapasitor dan frekuensi sudut arus atau dapat dirumuskan sebagai:

Dalam rangkaian kapasitor pada arus AC mempunyai sifat bahwa arus mendahului tegangan saat mencapai nilai maksimumnya.

Tegangan pada kapasitor

Arus yang mengalir pada kapasitor

Rangkaian RLC

Rangkaian arus bolak-balik adalah sebuah rangkaian listrik yang terdiri dari satu atau beberapa komponen elektronika yang dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik. Komponen elektronika tersebut dapat berupa resistor R (hambatan murni), induktor L atau kapasitor C.

Untuk memudahkan analisa pada rangkaian RLC digunakan diagram fasor (diagram fase vector) seperti gambar di bawah ini:

Dengan menganalisa gambar diagram fasor di atas dapat diperoleh

Tegangan efektif

Impedansi

Sehingga Kuat Arus I yang mengalir pada rangkaian seri RLC tersebut dapat ditulis dengan persamaan:

Keterangan:
I = Kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian (A)
V= Tegangan efektif yang bekerja pada masing-masing komponen (Volt)
Z = Impedansi atau hambatan total pada rangkaian RLC (Ohm)

1.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Pada output layar di osiloskop pada percobaan rangkaian listrik arus bolak-balik diperoleh gambar berikut

Hitung arus sesaat ketika sudut fase theta = 30 derajat dari suatu arus AC berdasarkan gambar di atas!

A. 20 x 10^-3 A
B. 25 x 10^-3 A
C. 30 x 10^-3 A
D. 35 x 10^-3 A
E. 40 x 10^-3 A

2.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Apabila jarum voltmeter AC menunjukkan angka 215 volt, tentukan besarnya tegangan bolak-balik yang terukur...

A. 301 volt
B. 212 volt
C. 125 volt
D. 105 volt
E. 90 volt

3.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Sebuah rangkaian listrik yang terdiri dari satu atau beberapa komponen elektronika yang dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik disebut rangkaian …

A. Rangkaian arus searah
B. Rangkaian bolak-balik
C. Rangkaian arus dua arah
D. Rangkaian berarus
E. Rangkaian maju mundur

4.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Rangkaian yang hanya mengandung hambatan saja disebut rangkaian …

A. Rangkaian resistor
B. Rangkaian kapasitor
C. Rangkaian induktor
D. Rangkaian seri
E. Rangkaian paralel

5.

Perhatikan gambar rangkaian seri RLC berikut!

Berdasarkan rangkaian seri RLC di atas, tentukan arus I maksimum yang mengalir pada rangkaian tersebut dan sifat rangkaian tersebut

A. 12 A, induktif
B. 12 A, kapasisitf
C. 12 A, resistif
D. 10 A, induktif
E. 10 A, kapasitif