TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK"

Hengki Gunardi
6 tahun lalu
Tontonan:

1 TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK 1.Pengertian Tegangan dan Arus Listrik Bolak-Balik Yang dimaksud dengan arus bolsk-balik ialah arus listrik yang arah serta besarnya berubah berkala,menurut suatu cara tertentu.hal ini seperti yang terjadi pada aliran air yang bergelombang (ombak) atau dapat pula diandaikan seperti tali yang digerakkan sehingga akan berbentuk gelombang yang berjalan. Suatu bentuk gelombang tegangan listrik bolak-balik dapat digambarkan seperti pada Gambar 1 di bawah ini. Vm Sin ωt Amplitudo t Gambar 1. Bentuk Gelombang Tegangan Listrik Bolak-Balik. Pesamaan tegangan sesaat v V m sin ft Vm sin t V T m sinωt Dimana v Tegangan sesaat V m Tegangan Maksimum T ƒ Frekuensi 1/t (Hz) T Periode waktu untuk satu gelombang ω kecepatan sudut ƒ /T radian perdetik Frekuensi dalam listrik AC merupakan banyaknya gelombang yang terjadi dalam satu detik. Jika waktu yang diperlukan oleh satu gelombang disebut periode (T) maka.

2 1 f atau T T 1 f jika generator mempunyai P kutub dan berputar sebanyak N kali dalam satu menit, maka frekuensi mempunyi persamaan P N f PN 10 Jumlah kutub generator Jumlah putaran permenit (rpm).sudut Fase dan Beda Fase Dalam rangkaian listrik arus bolak-balik sudut fase dan beda fase akan memberikan informasi tentang tegangan dan arus. Sedangkan beda fase antara tegangan dan arus pada listrik arus bolak-balik memberikan informasi tentang sifat beban dan penyerapan daya atau energi listrik. Dengan mengetahui beda fase antara tegangan dan arus dapat diketaui sifat beban apakah resistif, induktif atau kapasitif. 3.Tegangan Efektif dan Arus Efektif Tegangan listrik arus bolak balik yang diukur dengan multimeter menunjukan tegangan efektif. Nilai tegangan dan arus efektif pada arus bolak balik menunjukan gejala yang sama seperti panas yang timbul jika dilewati arus searah : Tegangan Maksimum Tegangan Efektif Ief Tegangan Maksimum I mak Imax 4.Respon Elemen

3 a. Resistor dalam arus bolak balik Rangkaian yang terdiri dari sebuah sumber tegangan bolak baliik dan sebuah resistor seperti Gambar di bawah V R I R V V m Sin ωt i I m Sin ωt R ~ V V m Sin ωt Gambar. Rangkaian R, Bentuk Phasor, dan Persamaan tegangan sumber Bentuk Gelombang Pada AC v Vm Sin ωt Persamaan tegangan pada Resistor R v tegangan sesaat i arus sesaat R resistansi Sehingga i v i R Vm Sin ωt R i Im Sin ωt Pada beban resistor murni tegangan dan arus mempunyai fasa sama (sefase).

4 Daya sesaat ( p ) P vi Vm Sin ωt.i m Sin ωt Sin ωt (1- Cos ωt ) Cos ωt - Untuk satu gelombang nilai rata rata sehingga daya Atau P V I watt Cos ωt 0 P V Tegangan Efektif I Arus Efektif x b. Induktor murni dalam arus bolak balik Bila tegangan bolak balik dipasang pada induktor murni seperti Gambar 3 di bawah, maka induktor menghasilkan ggl yang melawan sumber yang besarnya di V L dt V L L ~ v V m Sin ωt I L Gambar 3. Rangkaian L dan Bentuk Pashor Pada AC.

5 Tegangan Sumber sehingga v V m Sin ωt di V m Sin ωt L dt Vm di Sinωt dt L Vm i Sin t L ω Vm i ( Cosωt) ωl Vm i Sin( ωt ) ωl Arus sesaat ( i ) maksimum I m persamaan arus pada Induktor menjadi I I m Sin( ωt - ) Arus ketinggalan dengan sudut atau 90 o. Daya Sesaat Vm ωl jika Sin( ωt - ) mempunyai nilai 1maka Bentuk gelombang tegangan dan arus pada induktor dapat dilihat dalam Gambar 4 berikut ini. V Vm Sin ωt I Im Gambar 4. Bentuk Gelombang Tegangan dan Arus Pada Induktor

6 P vi Sin ωt Sin( ωt - ) p daya sesaat Daya Untuk seluruh siklus P - Sinωt dt 0 0 Dari persamaan di atas dapat dijelaskan bahwa induktor murni tidak menyerap daya listrik hanya menyimpan energi listrik sesaat dalam jumlah terbatas. c. Kapasitor dalam arus bolak balik Rangkaian yang terdiri dari sebuah sumber tegangan bolak baliik dan sebuah kapasitor seperti Gambar 5 di bawah. I C ~ i V C v V m Gambar 5. Rangkaian C dan Bentuk Phasor Pada AC Tegangan sumber mempunyai persamaan v V m Muatan pada kapasitor q Cv Sinωt q Muatan pada plat kapasitor C Kapasitansi kapasitor

7 V Beda potensial/tegangan Persamaan Arus Daya dq dcv i dt dt dcvvm sin ωt dt ωc Vm Cos ωt Vm Sin( ωt + ) 1/ ωc i Im Sin ( ωt + ) Dari persamaan tersebut terlihat bahwa arus mendahului tegangan dengan sudut atau 90 0 Daya sesaat pada kapasitor ( p ) P vi daya untuk seluruh siklus V m Sinω t ImSin ( ω t + ) V m I m Sinωt V fase 400 Zfase 158, 1 Vm I m Sinωt 1 P Vm I m Sinωt dt 0 0 Dari persamaan di atas dapat dilihat bahwa kapasitor tidak menyerap daya listrik Karakteristik tegangan dan arus dari ketiga elemen pasif tersebut dapat dilihat dalam Tabel 1 berikut.

8 Tabel 1. Karakteristik tegangan dan arus R, L, dan C Elemen Sudut fasa arus Dan tegangan Diagram Impedansi V V m Sin ωt R Fasa sama i I m Sin ωt R L Arus ketinggalan 90 0 atau ½ i v X L ωl B A C Arus mendahului tegangan90 0 atau ½ φ XC 1 1 ωc

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