Rangkaian Arus Bolak-balik dan Dayanya

Rangkaian Arus Bolak-balik dan Dayanya

Rangkaian Arus Bolak-Balik

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 (hambatan murni), inductor atau kapasitor.

Rangkaian Resistor (R)

Rangkaian Resistor

Persamaan tegangan dan arus bolak-balik pada rangkaian resistor adalah :

Persamaan tegangan dan arus bolak-balik pada rangkaian resistor

Dari persamaan di atas terlihat bahwa sudut fase (q = wt) arus dan tegangan adalah sama. Berarti antara arus dan tegangan pada rangkain yang terdiri hanya Resistor saja adalah sefase. Hubungan antara tegangan dan kuat arus adalah sesuai dengan hukum ohm, yaitu :

Hubungan antara tegangan dan kuat arus

R = hambatan resistor (ohm)

Rangkaian Induktor (L)

Rangkaian Induktor

Persamaan tegangan dan arus bolak-balik pada rangkaian induktor adalah :

Persamaan tegangan dan arus bolak-balik pada rangkaian induktorDari persamaan di atas terlihat bahwa sudut fase (q = wt) arus ketinggalan terhadap tegangan sebesar 90o atau sebesar ½p radian.   Hubungan antara tegangan dan kuat arus adalah sesuai dengan hukum ohm, yaitu :

ohm

L = Induktansi diri inductor (H)

XL = reaktansi induktif (ohm)

w = frekuensi sudut (rad/s)

Rangkaian Kapasitor (C)

Rangkaian Kapasitor

Persamaan tegangan dan arus bolak-balik pada rangkaian kapasitor adalah:

Persamaan tegangan dan arus bolak-balik pada rangkaian kapasitor

Dari persamaan di atas terlihat bahwa sudut fase (q = wt) tegangan ketinggalan terhadap arus sebesar 90o atau sebesar ½p radian.   Hubungan antara tegangan dan kuat arus adalah sesuai dengan hukum ohm, yaitu :

tegangan dan kuat arus

C = kapasitas kapasitor (F)

XC = reaktansi kapasitif (ohm)

Rangkaian Seri Resistor-Induktor-kapasitor (R-L-C)

Rangkaian Seri

Rangkaian semacam itu pada kenyataannya berupa kumparan dan kapasitor saja. Tetapi karena kumparan juga terbuat dari penghanatar, maka karena panjang dan penampang kawatnya tetap memiliki nilai hambatan (R).

Persamaan tegangan dan arus bolak-balik pada rangkaian RLC adalah :

RLC

V = tegangan total (V)

I = kuat arus yang melalui rangkaian

Z = impedansi rangkaian (ohm)

VR = tegangan resistor (V)

VL = tegangan inductor (V)

VC = tegangan kapasitor (V)

Vm = tegangan maksimum rangkaian

φ = beda susut fase tegangan & arus

VRm = tegangan resistor maksimum

VLm = tegangan inductor maksimum

VCm = tegangan kapasitor maksimum

Untuk menggambarkan beda sudut fase antara tegangan dan kuat arus listrik pada rangkaian RLC digunakan diagram fasor (diagram fase vector), sebagai berikut :

diagram fasor

Dari diagram fasor tersebut, besarnya sudut fase tegangan dan arus adalah :

sudut fase

Jika :

XL > XC rangkaian bersifat induktif

XL < XC rangkaian bersifat kapasitif

XL = XC rangkaian bersifat resistif, dan terjadi resonansi karena fasenya sama sehingga Z = R, dan beda fase sama dengan nol.

Resonansi rangkaian RLC

Resonansi rangkaian RLC terjadi jika XL = XC atau Z = R atau φ = 0.

Dengan demikian besarnya frekuensi resonansi rangkaian RLC adalah :

resonansi

f = frekuensi resonansi (Hz)

L = induktansi diri inductor (H)

C = kapasitas kapasitor (F)

 

Daya Rangkaian Arus Bolak-Balik

Daya rangkaian arus bolak-balik (P) dinyatakan dalam bentuk persamaan :

daya

P = daya (watt)

Vef = tegangan efektif (V)

Ief = kuat arus efektif (A)

Cos φ = factor daya

R = hambatan murni (ohm)

Z = impedansi rangkaian (ohm)

You May Also Like

About the Author: Yervi Hesna

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *