MATERI HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN IMPEDASI DAN KUAT ARUS PADA LISTRIK BOLAK BALIK

MATERI HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN IMPEDASI DAN KUAT ARUS PADA LISTRIK BOLAK BALIK

 MATERI HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN IMPEDASI DAN KUAT ARUS PADA LISTRIK BOLAK BALIK
Mengamati arus bolak-balik
Apabila suatu rangkaian arus bolak-balik diamati dengan alat ukur listrik amperemeter DC 
dan osiloskop dengan pemasangan seperti gambar maka dapat kita lihat pada kedua alat ukur 
sebagai berikut :


►        Pada Amperemeter DC, jarumnya tetap menunjukkan angka nol artinya alat ini tidak dapat menunjukkan nilai arus yang mengalir karena arah arus berubah-ubah.
►        Pada Osiloskop, layarnya menunjukkan gambar grafik sinusoidal. Bila lebih lanjut kita amati garis-garis skala pada layer osiloskop itu, maka dapat terlihat pula nilai tegangan maksimum dan frekuensi arus / tegangan bolak-balik tersebut.
Dari hasil pengamatan tersebut dapat disimpulkan bahwa arus / tegangan bolak-balik adalah arus 
/ tegangan yang nilainya selalu berubah-ubah terhadap waktu secara periodik. Nilai arus / 
tegangan berubah dari nilai nol sampai dengan nilai maksimum.
Disebut arus / tegangan bolak-balik karena arus ini mengalir bolak-balik setiap selang waktu
tertentu sesuai dengan frekuensi sumbernya. Apabila frekuensi sumbernya
50 Hz maka berarti arah arus setiap detik berubah 50 kali.

1.2. Arah dan tegangan sinusoidal

Sumber arus bolak balik adalah generator AC, yang dapat menghasilkan ggl induksi dan berprinsip pada hukum Faraday serta grafiknya berupa fungsi sinusoida yaitu sebagai berikut
      Besar tegangan/arus sesaat dinyatakan :                

V = Vmaks . sin ωt                  
 I  = I maks .  sin ωt

Persamaan tersebut merupakan fungsi sinus seperti pada grafik, oleh karena itu ggl induksinya disebut ggl sinusoidal atau arus dan tegangan sinusoidal.
harga sin ωt disebut sudut fase.

1.3 Nilai Efektif dan nilai Maksimum  
     a.    Nilai maksimum dan frekuensi
Dengan osiloskop dapat diamati nilai maksimum arus / tegangan dan frekuensinya, yang tergambar dalam bentuk garis cahaya ( trace ) pada layarnya.
Gambar di atas menunjukkan tampilan layar osiloskop. Garis skala vertical adalah garis skala untuk tegangan dan garis skala horizontal untuk skala waktu. 
Misalkan untuk skala tegangan diatur 2 volt/garis skala dan skala waktu diatur 5 mili detik/garis skala. Kemudian “test head” osiloskop disentuhkan pada rangkaian arus bolak-balik secara parallel dan nampak pada layar grafik sinusoidal seperti pada gambar diatas. 
   b.   Nilai efektif
Yang dimaksud nilai efektif arus / tegangan bolak-balik adalah kuat arus / tegangan yang dianggap setara dengan arus / tegangan searah yang menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu penghantar dalam waktu yang sama. Hubungan arus / tegangan efektif dengan arus / tegangan maksimum dinyatakan dengan persamaan :

              Veff   =  0.707 V maks

              I eff   =  0.707  I maks
Dengan :
I ef  = arus efektif ( ampere )
I m  = arus maksimum ( ampere )
V ef = tegangan efektif ( volt )
V m = tegangan maksimum ( volt )

2.   Macam-macam beban dalam rangkaian AC
     Yang dimaksud dengan diagram Fasor (diagram vector) yaitu vector yang dapat berputar dengan arah berlawanan jarum jam.

     2.1. Resistor dalam rangkaian AC:
          Jika sebuah resistor (hambatan) dilalui arus bolak-balik, maka tegangan dan
          arusnya dikatakan sefase, sehingga secara vector berimpit.

                       Rangkaian Resistor        Kurva V dan I             Diagram Fasor                       

    Hukum Ohm pada beban ini menjadi :        V = I . R
V = Vmaks . sin ωt                  

 I  = I maks .  sin ωt
V sefase dengan i

 Ket : V = potensial listrik (V)
    I  = kuat arus listrik (A)
          R = hambatan   (Ω)

2.2. Induktor dalam rangkaian listrik AC
                  Jika sebuah induktor dilalui arus bolak-balik, maka fase tegangan akan  mendahului 90o                 terhadap arusnya (leading), sehingga diagram fasor dan kurvanya ditunjukkan seperti gambar             dibawah ini :

                              Rangkaian Induktor     Kurva VL dan I      Diagram fasor   
  
                           ► V = Vm . sin ωt 
                     ► i  = im . sin ( ωt – 900 )
                     ► V mendahului i dengan beda fase 900
    
                       Hukum Ohm pada rangkaian ini menjadi :    V = I.XL    sedang  XL = 2πf.L  
                       dimana :   XL = reaktansi induktif (Ω)
                                       L  =  Induktansi (Henry)
                                       f = frekuensi (Hz) 
                        2.3. Kapasitor dalam rangkaian listrik AC
                               Jika sebuah kapasitor dilalui arus bolak-balik, maka fase tegangan akan
                              tertinggal 90o terhadap arusnya (lagging), sehingga diagram fasor dan kurvanya adalah
                              seperti dibawah                                                        

        Rangkaian kapasitor (C)            Kurva VC dan I         Diagram fasor 

 Hukum Ohm pada rangkaian ini menjadi :  V  = I Xc

        
► V = Vm . sin ωt 
► i  = im . sin ( ωt + 900 )
► V tertinggal i dengan beda fase 900



Untuk Latihan soal bab Listrik Arus Bolak-balik klik disini 
3.  Perumusan impedansi RLC seri

      Dalam rangkaian AC jarang kita jumpai adanya beban murni, biasanya merupakan kombinasi dari beberapa beban, sehingga kita mengenal pengertian impedansi rangkaian (Z) yang merupakan beban gabungan tadi, dengan begitu kita juga mengenal factor daya yang besarnya :

Cos θ = R / Z       dimana    :  Cos θ = factor daya
                                                 R       = hambatan (ohm)
                                                 Z       = impedansi (ohm)

     3.1. Rangkaian seri R-L :
      Pada gambar dibawah ini menunjukkan  sebuah hambatan murni R dirangkai
      seri dengan inductor L dihubungkan pada listrik AC.
      Dalam rangkaian ini diketahui bahwa :
      ► arus i sefase dengan tegangan VR
      ► arus i ketinggalan 900 oleh tegangan V


                        Kurva  Seri VR , VL thd  I                         Diagram Fasor
Impedansi  Z  = V / I

Faktor Daya  (Cos θ ) = R/Z  =VR/V








   3.2. Rangkaian seri R-C :
      Suatu hambatan murni yang dirangkai seri dengan kapasitor yang mempunyai
      kapasitas C dihubungkan dengan tegangan AC.
            Dalam rangkaian ini diketahui bahwa :
► arus i sefase dengan tegangan VR

► arus i mendahului 900 terhadap tegangan VC

                   Kurva  Seri VR , VC thd  I                         Diagram Fasor

   

Impedansi  Z  = V / I

Faktor Daya  (Cos θ ) = R/Z  =VR/V

https://www.slideserve.com/palmer-bolton/hubungan-tegangan-impedansi-dan-arus-listrik-bolak-balik


Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

HUKUM TERMODINAMIKA,KAPASITAS PANAS GAS IDEAL DAN PROSES TERMODINAMIKA

Gambar
HUKUM TERMODINAMIKA Apakah termodinamika itu? Termodinamika adalah suatu cabang dari ilmu fisika yang mempelajari hubungan antara usaha (energi) dan panas (kalor). Sedangkan menurut bahasa, termodinamika adalah perubahan panas, berasal dari bahasa yunani, thermos = panas dan dynamic = perubahan. Termodinamika ditemukan seiring ditemukannya mesin uap praktis pada dekade 1800-an oleh James Watt. Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu: A. Hukum Awal (Zeroth Law/Hukum ke-0) Bunyi Hukum Termodinamika 0 : "Jika dua sistem berada dalam kesetimbangan termal dengan sistem ketiga, maka mereka berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain" B. Hukum Pertama 1. Bunyi Hukum Termodinamika 1 : "Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, melainkan hanya bisa diubah bentuknya saja." 2. Rumus/Persamaan 1 Termodinamika: Q  =  W  + ∆ U Q = kalor/panas yang diterima/dilepas (J) W =  energi/usaha (J) ∆U = perubahan e...
Baca selengkapnya

Soal Dan Jawaban Bab Hukum Kelistrikan Bolak-Balik

Gambar
Piliihan ganda 1.        Sebuah dinamo menghasilkan tegangan efektif 220 V pada frekuensi 60 Hz. Persamaan tegangan sesaat yang dihasilkan dinamo tersebut adalah …. A.        V = 220 sin 60πt B.        V = 220 √2sin 60t C.         V = 220 sin 60t D.        V = 220 √2sin 120πt E.         V = 220 √2sin 60πt 2.        Hukum-hukum berikut ini berhubungan dengan kelistrikan dan kemagnetan. 1. Hukum Faraday 2. Hukum Coloumb 3. Hukum Lenz 4. Hukum Ohm Dari hukum-hukum di atas, yang berhubungan erat dengan prinsip kerja dinamo adalah …. A.        1, 2, 3, dan 4 B.        1 dan 3 saja C.         2 dan 4 saja D.       1, 2, dan 3 E. ...
Baca selengkapnya

HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN, HAMBATAN,DAN KUAT ARUS LISTRIK PADA RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH

HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN, HAMBATAN,DAN KUAT ARUS LISTRIK PADA RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN, HAMBATAN,DAN KUAT ARUS LISTRIK PADA RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH Arus Listrik   Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam rangkaian tiap satuan waktu. Arus listrik disimbolkan dengan huruf "I" dan satuannya adalah  Coulomb/detik  atau  Ampere (A) .                                                                I = Q / t     Selain itu besarnya arus listrik adalah proporsional dengan tegangan yang diberikan dan juga besarnya tahanan pada penghantar.      ...
Baca selengkapnya