Salam Dunia Pendidikan....
ARUS/TEGANGAN BOLAK BALIK DAN NILAI EFEKTIF
ARUS/TEGANGAN BOLAK-BALIK
Arus/tegangan bolak-balik adalah arus/tegangan yang besarnya selalu berubah-ubah secara periodik. Simbol tegangan bolak-balik adalah ~ dan dapat diukur dengan Osiloskop (mengukur tegangan maksimumnya).
NILAI EFEKTIF KUAT ARUS/TEGANGAN AC
Nilai efektif kuat arus/tegangan AC adalah arus/tegangan AC yang dianggap setara dengan kuat arus/tegangan AC yang menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu penghantar dalam waktu yang sama.
Kuat arus efektif : Ief = Imaks / Ö2
Tegangan efektif : Vef = Vmaks / Ö2
Besaran yang ditunjukkan oleh voltmeter/amperemeter DC adalah tegangan/kuat arus DC yang sesungguhnya,sedangkan yang ditunjukan oleh voltmeter/amperemeter AC adalah tegangan/kuat arus efektif, bukan tegangan/kuat arus sesungguhnya.
GENERATOR
Generator
adalah
alat yang dapat menimbulkan sumber tegangan. Tegangan Bolak-Balik (V) yang ditimbulkan oleh generator : V = Vm sin wt w = 2pf = frekuensi anguler Arus Bolak-Balik (I) yang mengalir adalah : I = V/R = Vm/R sin wt I = Im sin wt Vm = tegangan maksimum |
INDIKATOR DALAM RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK
• Reaktansi Induktff : hambatan induktor pada rangkaian arus
bolak-balik.
XL
= w > L = 2pf.L
|
|
•
Tegangan dan Arus pada Induktor : V = Vm sin wt I = Im sin(wt-90°) |
|
Jadi
beda fase dalam rangkaian induktif 90° (arus ketinggalan
90° dari tegangan) Pada gambar terlihat : - beda fase I dan VL ialah 90° (tegangan mendahului arus) - beda fase I dan V ialah 45° (tegangan mendahului arus) |
KAPASITOR PADA RANGKAIAN ARUS BOALK BALIK
hambatan kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik.
XC
= 1/(wC)
= 1/(2pf.C) Tegangan dan Arus pada Kapasitor: V = Vm sin wt I = Im sin (wt + 90°) Jadi beda fase dalam rangkaian kapasitif 90° (arus mendahului 90° dari tegangan) Pada gambar terlihat : - beda fase I dan VL = 90° (arus mendahului tegangan) - beda fase I dan V = 67,4° (arus mendahului tegangan) |
FASOR
Fasor adalah suatu metoda penggambaran tegangan dan arus pada suatu rangkaian AC secara vektor.
I
dan VR mempunyai beda fase nol sehingga vektornya digambarkan
berhimpit |
I
dan VL berbeda fase 90° sehingga vektor-vektor digambarkan
tegak lurus (letak VL dan I tidak
boleh dipertukarkan). |
I
dan Vc berbeda 90° sehingga vektor-vektornya ^
(tidak bisa dipertukarkan). |
Merupakan fasor dari rangkaian seri |
RANGKAIAN SERI RLC
IMPEDANSI
RANGKAIAN : Z = Ö[R² + (XL-XC)²] BEDA FASE RANGKAIAN : tgq = (XL - XC)/R TEGANGAN RANGKAIAN (penjumlahan vektor-vektor VL, Vc dan VR) : V = Ö[VR² + (VL - VC)²] |
|
XL > XC maka tg q positif berarti tegangan mendahului arus
(rangkaian bersifat induktif).
XL < XC maka tg q negatif berarti arus mendahului tegangan
(rangkaian bersifat kapasitif).
XL = XC maka tg q = nol sehingga Z = R Jadi di dalam rangkaian hanya
ada hambatan R. dan dikatakan pada rangkaian terjadi
resonansi seri (rangiaian bersifat resistif).
BESAR FREKUENSI RESONANSI :
F = 1/(2p) X Ö[ 1/(LC)]
DAYA RATA-RATA
Daya rata-rata (P) tiap perioda yang diberikan sumber kepada rangkaian arus bolak-balik adalah :
P = ½ Vm . Im cosq dengan q = faktor daya
Untuk rangkaian resistif, XL - XC = 0 Þ cosq = 1 maka P = Vof. Lof
Kesimpulan:
Suatu rangkaian R-L seri dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik V = 100 sin200t dengan V dalam volt dan t dalam detik. Jika besar induktor L = 300 mH dan arus maksimum yang mengalir 1A, hitunglah tegangan antara ujung-ujung R !
Jawab :
Dari
tegangan V = 100 sin 200t dapat diketahui bahwa Vm = 100 volt dan w = 200 rad/det XL = w L = 200 x 300.10E-3 = 60 W Z = Vm/Im = 100/1 = 100 W Z² = R² + XL² Þ 100² = R² + 60² Þ R = 80 W Jadi tegangan pada ujung-ujung R adalah VR = Im R = 80.1 = 80 volt |
Suatu rangkaian seri R-C mempunyai arus 2A. Jika R = 100 W dan
C = 10E-3/24p F, serta rangkaian berosilasi dengan frekuensi 50 Hz. Hitunglah : VR, VC, V, dan z !
Jawab :
VR
= I . R = 2 x 100 = 200 volt XC = 1 = 1 . 24p 2pf.c 2p.50 10E-3 Vc = I. Xc = 2 x 240 = 480 volt V = Ö(VR² + VC²) = Ö(200² + 480²) = 520 volt tg q = VC = XC = 240 VR R 100 q = 67,38° (fase rangkaian, arus mendahului tegangan) Z = Ö(Xc² + R²) = Ö(240² + 100²) = 260 ohm |
Semoga Bermanfaat.....
Tidak ada komentar:
Posting Komentar