BAB IV ARUS BOLAK BALIK. Vef = 2. Vrt = Vsb = tegangan sumber B = induksi magnet

Transkripsi

1 BAB IV AUS BOLAK BALIK A. TEGANGAN DAN AUS Vsb Vsb = Vmax. sin. t Vmax = B. A. N. Vef = V max. V max Vrt = Vsb = tegangan sumber B = induksi magnet Vmax = tegangan maksimum A = luas penampang Vef = tegangan efektif N = jumlah lilitan Vrb = tegangan rata-rata t = waktu = kecepatan sudut Voltmeter = mengukur tegangan efektif Asiloskop/C..O = mengukur tegangan maksimum Grafik dari V terhadap T (periode) V T a) Tegangan DC b) Tegangan AC Arus listrik Ief = Irt = Ief =... Im ax Irt =... Ief Imax =... Ampermeter = digunakan mengukur kuat arus efektif Hambatan murni dihubungkan dengan AC V = Vmax sin t 50

2 I = V = V max.sin.t = Imax sin t I = Imax sin t V = Vmax sin t I = Imax sin t V dan I sefase V I IL Indukator/kumparan dihubungkan dengan AC Kumparan berfungsi sebagai hambatan yang disebut reaktansi induktip = XL L XL =. L = Vmax sin t IL = Imax sin ( t 90 0 ) mendahului 90 0 dengan IL = L = XL = V I IL Kapasitor/kondensator dihubungkan dengan AC Kondensator berfungsi sebagai hambatan yang disebut reaktansi kapasitip = XC C XC = 1.C = L = XL = 51

3 VC = Vmax sin t IC = Imax sin ( t 90 0 ) IC mendahului 90 0 dengan VC IC VC Susunan Seri antara 1) Hambatan murni dengan kumparan L I = IL (seri) mendahului 90 0 dengan IL V sefase dengan I IL I V Vtot Vtot = V L V V Impedansi = Z XL Z Z = X L tg = X L Cos = Z ) Hambatan murni dengan kapasitor C I = IC V sefase dengan I VC ketinggalan 90 0 dengan IC I V IC VC I = IC V Vtot = C V V VC Vtot 5

4 Impedansi Cos = Z Z = X C XC 3) Hambatan murni, Kapasitor, Induktor I = IC = IL (seri) V sefase dengan I VC ketinggalan 90 0 dengan IC mendahului 90 0 dengan IL - VC Vtot V VC Vtot = I V VC XL - XC XL XC Z Z = X L X Cos = Z C Kemungkinan yang terjadi jika hambatan murni, kumparan, kapasitor disusun Seri. a) XL > XC Z = X L X C angkaian bersifat induktip b) XC > XL Z = X C X L angkaian bersifat kapasitip XL XC 53

5 c) XL = XC Terjadi esonansi deret Z = Cos = 1 = 0 0 XL XC XC = XL f =... 1 =. L L =... C = 1 L.e e =... f = 1 1 L.e Daya pada arus Daya semu Psemu = I. Z Daya sesungguhnya Psesungguhnya = I. Faktor daya = P sesungguhnya P semu = I I.. Z = Z Faktor daya = cos 54

6 Soal-Soal Latihan 1. Suatu tegangan arus bolak-balik nilainya berubah-ubah dari 0 sampai dengan maksimum 10 volt. Berapa harga tegangan pada saat sudut fasenya 0 0, 30 0, 45 0, 60 0, 10 0, dan 40 0? Diketahui : Vmax=10 Volt V=Vmax. sin (. t+fase) V= 10 sin. t V=10 sin (. t + 30 o ) volt. Suatu sumber arus bolak-balik dihubungkan dengan hambatan 0. Lukiskan tegangan dan arus sebagai fungsi waktu jika GGL maksimum sumber 15 volt? Dik.: = 0 ohm Vmax = 15 Volt Imax = Vmax/ = 15 /0 = 0,75 Ampere I=Im.sin. t = 0,75.sin. t V= Vm sin. t= 15.sin. t 3. Berapa arus pada saat = 45 0 dan 5 0 untuk arus bolak-balik seperti pada gambar! ma + 50 ma i ma ma 4. Hitung harga maksimum arus pada arus bolak-balik jika besarnya arus pada 30 0 ialah 0A! 5. Suatu arus bolak-balik memberikan tegangan 0 volt. Tegangan ini diukur dengan voltmeter AC (arus bolak-balik). Hitung harga maksimum tegangan AC ini! 55

7 6. Suatu arus AC mempunyai harga efektif 100 ma. Hitung : a. Harga maksimum arus tersebut! b. Harga arus pada saat = 60 0! 7. Suatu ammeter AC membaca 10A pada suatu hambatan, dan suatu voltmeter membaca 100 volt pada hambatan tersebut. Hitung : a. arus dan tegangan maksimum AC! b. arus dan tegangan rata-rata AC! 8. Hitung reaktansi induktif dari suatu kumparan 10-3 H pada: a. 400 Hz b. 10 khz c. 5MHz ( 1 megahertz = 10 6 hertz) 9. Suatu kumparan dari 0,5 dalam suatu filter sumber arus bekerja pada frekuensi 60 Hz. Hitung : a. reaktansi induktif b. arus yang mengalir pada kumparan jika diberi tegangan 94, volt c. arus efektif, arus rata-rata dan arus maksimumnya (perhatikan : arus pada soal b adalah arus efektifnya) 10. Suatu hambatan dari 8 dihubungkan secara seri dengan suatu kumparan yang memiliki reaktansi induktif 6. Jika rangkaian itu dipasang pada tegangan 100 volt. Hitung : a. impedansi dan kuat arus yang melalui rangkaian b. tegangan pada hambatan dan kumparan c. sudut fase 11. Suatu penerima telepon terdiri dari suatu kumparan 10 mh yang dihubungkan seri dengan hambatan dari 300. Jika penerima telepon tersebut bekerja pada frekuensi 1 khz. Hitung impedansi kumparan dari tegangan yang harus dipasang pada rangkaian tersebut agar menghasilkan arus 10mA! 1. Suatu sumber 10 V 1 MHz dipasang paa kapasitor dari 1000 pf (1 piko farad = 10-1 Farad). Hitung arus yang melewati kapasitor! 13. Hitung impedansi suatu kapasitor yang mempunyai reaktansi 10 dan hambatannya 10 (perhatikan : kapasitor pun memiliki hambatan ; susunan dianggap seri)! 14. Suatu tegangan 10 V; 60 Hz dipasang pada rangkaian seri dengan suatu hambatan 10 dan kapasitor yang mempunyai reaktansi 15. Hitung impedansi sudut fase, arus, tegangan pada hambatan, dan tegangan pada kapsitor! 15. Suatu hambatan dan suatu kapasitor dipasang seri pada frekuensi sumber AC 60 Hz. Jika tegangan hambatan 30 V dan tegangan pada kapasitor 60 V. 56

8 Hitung : a. tegangan sumber b. arus pada hambatan c. reaktansi kapasitif d. kapasitas kapasitor 16. Suatu rectifier (penyearah) yang dipasang pada tegangan 50V; 10 Hz; terdiri dari induktansi 5 mh, hambatan 40 dan kapsitor 5 F yang dihubungkan secara seri. Hitung reaktansi induktif, reaktansi kapisitif, impedansi rangkaian, dan kuat arus pada rangkaian! 17. Hitung frekuensi resonansi dari suatu rangkaian yang terdiri dari hambatan 10 m kapasitor 10 F, dan induktor 0,1 H! 18. Suatu arus dari 8 A ketinggian 30 0 terhadap tegangan 50 volt pada suatu rangkaian. Berapa daya sesungguhnya rangkaian (p)? 57