modul arus bolak balik SMAN 1 Kuripan 2016

(1)

Tegangan dan Arus Listrik Bolak-Balik http://klasakura.blogspot.com

by : Ketut Kicen 21

BAB VII

TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK (AC)

1. SUMBER TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK

Sumber tegangan bolak-balik adalah generator AC. Output dari generator tersebut pada umumnya berbentuk sinusoidal:

Dengan Vmax = N A B ω = tegangan maksimum

Arus listrik yang dihasilkan adalah arus listrik bolak-balik, seperti juga tegangan, arus listrik bolak-balik dituliskan sebagai:

V dan I adalah tegangan dan arus listrik bolak-balik sesaat

Vmax dan Imax adalah tegangan dan arus listrik bolak-balik maksimum

2. HARGA EFEKTIF DARI TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK

Harga efektif dari suatu listrik bolak-balik sama dengan arus searah yang menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu hambatan dalam waktu yang sama.

Arus efektif (Ieff) adalah: I

Tegangan effektif (Vef) adalah :

Catatan: harga yang terukur/terbaca pada alat ukur listrik adalah harga efektif dari arus bolak-balik

3. Rangkaian Arus Bolak-balik (AC)

a. Resistor (hambatan Murni) dalam Rangkaian arus Bolak-balik

Ketika sebuah resistor dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, maka arus akan mengalir melalui resistor

V = Vm sin t

Tegangan pada resistor sama dengan tegangan sumber, yaitu : V = Vm sin t

(2)

by : Ketut Kicen 22

b. Induktor (L) dalam Rangkaian arus Bolak-balik

Sebuah kumparan induktor mempunyai induktansi diri L dipasangkan tegangan bolak-balik V, seperti gambar di bawah :

Tegangan pada inductor adalah :

V

L

= V

m

sin t

Sedangkan arus yang mengalir adalah

I = Im sin (t -

Ternyata antara tegangan (V) dan arus (I) pada rangkaian inductor berbeda fase sebesar , dimana VL mendahului IL

Grafik tegangan dan arus terhadap waktu adalah : fasornya adalah :

Reaktani induktif

Disamping resistor, inductor dan capasitor merupakan hambatan bagi arus bolakbalik. Untuk membedakan hambatan inductor dan capasitor dari hambatan resistor, maka hambatan inductor disebut Reaktansi Induktif dan hambatan capasitor disebut Reaktansi Capasitif.

Reaktansi induktif dirumuskan :

Bila frekuensi linier (f) diketahui maka : XL = 2fL

Contoh :

Sebuah induktor 0,2 henry dipasang pada sumber tegangan arus bolakbalik, V = (200.sin 200t) volt, seperti gambar di bawah :

Tentukan reaktansi induktif ddan arus efektif pada rangkaian tersebut! Jawab :

(3)

by : Ketut Kicen 23

c. Kapasitor (C) dalam Rangkaian arus Bolak-balik

Gambar berikut memperlihatkan sebuah rangkaian yang hanya terdiri atas sebuah elemen kapasitor

Tegangan pada rangkaian adalah VC = Vm sin t

Sedangkan arus yang mengalir pada rangkaian adalah : IC = Im sin (t + )

Jadi dapat disimpulkan bawah antara tegangan dan arus berbeda fase sebesar atau 900, dengan arus mendahului tegangan.

Grafif tegangan dan arus terhadap waktu adalah sebagai berikut :

Fasornya adalah :

Reaktansi Kapasitif :

Reaktansi kapasitif kapasitor dirumsukan :

Bila frekuensi linier (f) diketahui maka :

XC =

Contoh :

(4)

by : Ketut Kicen 24

4. RANGKAIAN SERI ARUS BOLAK-BALIK (RANGKAIAN SERI R-L-C)

Perhatikan gambar berikut! Suatu rangkaian terdiri dari hambatan, induktor, dan kapasitor yang disusun secara seri. Kemudian, rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik sehingga setiap komponen akan menunjukkan karakternya masing-masing.

Besarnya tegangan total pada rangkaian arus bolak-balik di atas yaitu :

Rangkaian di atas merupakan rangkaian seri, sehingga besarnya arus yang mengalir pada rangkaian tersebut sama besar yaitu IR = IL = IC

Hubungan Impedansi, Tegangan, dan Arus Bolak-balik

Secara matematis, hubungan hambatan, tegangan dan arus AC sama denganpada arus DC. Berlaku hukum Ohm :

Impidansi Rangkaian (Z)

Karena setiap komponen dilewati oleharus yang sama dengan nilai maksimum sebesar im maka impedansi rangkaian diberi alat persamaannya dapat ditulis sebagai berikut.

(5)

by : Ketut Kicen 25

Sifat-sifat rangkaian seri R-L-C : Dari persamaan

Maka sifat rangkaian dapat diketahui dengan membandingkan besar XL dan XC. Jika XL > XC rangkaian

berifat induktif, jika XL < XC rangkaian bersifat kapasitif, dan jika XL = XC maka rangkaian beresonansi

5.

Resonansi Rangkaian R-L-C Seri

6. DAYA LISTRIK PADA RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK

Daya listrik pada rangkaian arus bolak-balik adalah daya yang terbuang pada hambatan R. ( PR )

(6)

by : Ketut Kicen 26

LATIHAN :

(7)

(8)