Sumber AC dan Fasor. V max. time. Sumber tegangan sinusoidal adalah: V( t) V(t)

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Sumber AC dan Fasor. V max. time. Sumber tegangan sinusoidal adalah: V( t) V(t)"

Hadian Hartanto
7 tahun lalu
Tontonan:

2 Mengapa AC? Dapat diproduksi secara langsung dari generator Dapat dikontrol oleh komponen elektronika seperti resistor, kapasitor, dan induktor Tegangan maksimumdapat diubah secara mudah dengan trafo Frekuensi AC dapat digunakan untuk timing

3 Arus AC

4 Tegangan AC

5 Sumber AC dan Fasor Sumber tegangan sinusoidal adalah: V( t) Vmax sin( t) Sumber ini dapat diwakili dengan grafik vektor yang disebut dengan Fasor: V max b b a c e T time c V(t) t V max a,e -V max d d

6 AC Daya P = V. I Daya selalu bernilai positif (Lihat grafik)

7 Daya AC erata tegangan pada AC sama dengan nol karena wilayah positif = wilayah negatif (lihat gafik) Kondisi ini juga berlaku untuk arus Nilai rerata daya pada AC = setengah dari puncak daya

8 Nilai MS Karena tegangan dan arus selalu berubah diperlukan suatu cara untuk merata-rata efek tersebut Gunakan nilai r.m.s (root-mean-square) Nilai rms adalah nilai DC dengan rerata output daya yang sama

9 Nilai MS AC Voltage V max DC Voltage (with same power output) V rms

10 Nilai MS V rms V max I rms I max

11 esistor dalam angkaian AC v v V max 0 sint v i I max v V V max max sin t I max v sin t I max sin t Karena i dan v segaris, mereka disebut sefase.

12 AC dalam Capacitor Pada rangkaian DC, arus mengalir sampai capasitor penuh dan kemudian berhenti Pada rangkaian AC, arus dapat terus menerus mengalir, plat menjadi bermuatan positif dan negatif (saling bergantian) ~

13 eaktansi Kapasitor Untuk angkaian AC dan DC, tegangan pada suatu hambatan, tegangan pada hambatan adalah V=I Hubungan yang sama juga berlaku untuk kapasitor: V IX c c ~ X c adalah reaktansi dari kapasitor

14 eaktansi eaktansi adalah ukuran bagaimana suatu kapasitor dapat membatasi arus bolak-balik Satuan: Ohm eaktansi mirip dengan resistansi namun reaktansi tengantung pada: Frekuensi sumber AC Ukuran kapasitor 1 X c fc

15 Hubungan Fase Pada rangkaian DC V s akan sama dengan V c ditambah dengan V Pada rangkaian AC hal ini tidak berlaku Perhatikan dan mengapa? V V S C 1V 6V V S ~ V 8V V C V V S V C V

16 Hubungan Fase Alasan: Alat ukur yang digunakan untuk mengukur tegangan akan memberikan nilai rms, bukan nilai tegangan pada titik waktu tertentu Tegangan yang melewati hambatan/resistor dan kapasitor memiliki fase yang berlawanan satu sama lain, artinya mereka tidak mencapai nilai maksimal dan minimal saat bersamaan.

17 Hubungan Fase Arus dalam rangkaian akan selalu sefase dengan V. Alasan: Karena konstan sehingga semakin besar V maka akan semakin besar I Dapat digambarkan dalam diagram fasor: V V ω I V I t

18 Hubungan Fase V c akan berbeda 90 0 dibelakang I (demikian juga V ) karena aliran arus maksimum ketika tegangan melewati plat kapasitor = nol (tidak mengisi muatan) dan aliran arus = nol ketika tegangan maksimum (terisi muatan penuh) Diagram fasor akan tampak sebagai berikut:

19 Hubungan Fase Fasor tegangan tidaklah selalu sama, tapi selalu beda fase 90 0 V ω I V C V V C I t

20 angkaian C Tegangan total V s dapat dihitung dengan resultan suatu vektor. V s V S V V C ω V V C t V C V S V

21 Impedansi Arus selalu sama dimanapun di dalam rangkaian sehingga V dan V C proporsional dengan dan X C Perpaduan resistansi dan reaktansi yang keduanya bereaksi terhadap batas arus disebut dengan impedansi Z Z X C V =I V C =IX C V S =IZ X C Z

22 AC dalam suatu Induktor Pada rangkaian DC sebuah induktor menghasilkan tegangan berlawanan kapanpun arus berubah Pada rangkaian AC, arus selalu berubah sehingga induktor selalu menghasilkan tegangan berlawanan, sehingga selalu membatasi jumlah arus yang mengalir ~ Vs

23 eaktansi Induktor Untuk rangkaian AC dan DC, tegangan yang melewati resistor adalah V = I. Hubungan yang mirip juga terjadi pada induktor: V IX L L ~ Dimana X L adalah reaktansi dari induktor

24 eaktansi Ia mengukur bagaimana sebuah induktor dapat membatasi arus AC dan tergantung pada: Pada frekuensi dari sumber AC Ukuran dari induktor X fl L f lebih besar berarti lebih besar perubahan arus lebih besar emf lebih sedikit arus lebih besar X L Lebih besar L berarti lebih besar e.m.f lebih sedikit arus lebih besar X L

25 Hubungan Fase V L akan mengikuti I (demikian pula dengan V ) sebesar 90 0 karena emf balik terbesar terukur ketika arus berubah secara cepat, ketika I mendekati nol. Diagram fasor akan tampak sebegai berikut:

26 Hubungan Fase Masing-masing tegangan akan berbeda ukuran tapi selalu memiliki beda fase ω V L I V V V L I t

27 angkaian C Tegangan total dari rangkaian dihitung dengan menambahkan fasor: V V S V L ω V L V S V V V L V s t

28 Impedansi V L =IX L V S =IZ X L Z V =I Impedansi Z ditentukan dengan menambahkan dan X L Z X L

29 angkaian LC angkaian yang paling bermanfaat karena arus dan tegangan dapat berubah jika frekuensi dirubah ~ Vs

30 angkaian LC Diagram gabungan fasor akan tampak seperti: V V L V S V L ω V V s t V C V C

31 Tegangan Sumber Tegangan sumber dihitung dengan menjumlahkan ketiga kegangan L,, dan C sekaligus (V L dan V C menjadi satu koordinat) V L -V C V L =IX L V S =IZ V =I V S V ( V V L C ) V C =IX C

32 Impedansi Impedansi dari rangkaian LC adalah gabungan dari resistansi dan reaktansi Dirumuskan dengan: Z ( X ) L X C X L Z X L -X C X C

33 Contoh Soal X L L X C 377s 1 1.5H 471W 1 1 W 1 C 377s 3.5 m F 758 = 45 W L = 1.5 H C = 3.5 mf = 377 s -1 V max = 150 V 45W 471W 758W W Z X L X C 513 Vmax 150V Imax 0. 9A Z 513W tan 1 X L X C tan 1 471W 758W 34 45W 0.9A45W V V I 14 max 0.9A471W V VL Imax X L A758W V VC Imax XC 1 14V sin t v V cos t v L 377 1V cos t v C 377

34 P P P P P Daya dalam angkaian AC av av iv v I I max max 1 I V V max max max sin t V sin t max sin t cos cos t sin sin t sin I max V max I V rms V rms max cos cos t cos I cos I max max V max sin t cos t sin P I av rms Tidak ada daya yang hilang pada induktor dan kapasitor ideal P av I rms V max I V max max I rms I max Jika hanya ada resistor, =0 P av I V rms rms

35 esonansi pada f rendah, V C >V L sehingga V (dan juga I) menjadi kecil. ie. Capasitor membatasi arus lebih baik pada frekuensi rendah V L V V S V C

36 esonansi Pada f tinggi, V L >V C sehingga V (dan juga I) menjadi kecil. ie. Induktor membatasi arus lebih baik pada frekuensi tinggi V L V S V V C

37 esonansi Saat resonan, V L =V C dan saling meniadakan. Sehingga V S =V dan jika V pada keadaan max, I juga max. V L V C V S V

38 esonansi Pada keadaan resonan, rangkaian memiliki maksimum arus yang mungkin untuk V S. Pada keadaan resonan: V L V C IX L IX C X L X C

39 Frekuensi esonan angkaian memiliki frekuensi resonan f 0 yang tergantung pada L dan C: f f f 0 0 X 0 L L X 4 1 C 1 f 0 C LC 1 LC

40 Induktor Variabel Kapasitor 0 1 LC

41 Peubah AC Peubah mengubah AC menjadi DC Memasangkan dioda pada rangkaian akan menghasilkan: t

42 Peubah AC angkaian jembatan akan menghasilkan: t

43 Peubah AC angkaian jembatan peubah akan tampak seperti: 40V AC in 1V AC out (menghalus puncak) 1V DC

44 Peubah AC angkaian jembatan dengan kapasitor yang dipasang paralel akan menghasilkan: t

dokumen-dokumen yang mirip

MODUL FISIKA. TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK (AC) DISUSUN OLEH : NENIH, S.Pd SMA ISLAM PB. SOEDIRMAN

MODUL FISIKA. TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK (AC) DISUSUN OLEH : NENIH, S.Pd SMA ISLAM PB. SOEDIRMAN MODUL ISIKA TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK (AC) DISUSUN OLEH : NENIH, S.Pd SMA ISLAM PB. SOEDIRMAN TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK (AC) 1. SUMBER TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK Sumber tegangan bolak-balik