ARUS DAN TEGANGAN BOLAK BALIK

Transkripsi

1 AUS DAN TEGANGAN BOAK BAK GG nduksi yang dihasilkan jika kuparan berpuar di dala edan agne aau kuparan yang dipengaruhi oleh perubahan fluks agneik, berupa egangan yang arah nya berubah ubah seiap seengah perioda. Tegangan seperi ini disebu egangan Bolak Balik aau egangan A (Alernaing urren). Persaaannya dapa diurunkan dari : d N d dengan = B.A.os. jika =, aka diperoleh : db.a.os. N d Unuk B dan A konsan, aka : dos. N.B.A. d = - N.B.A.. Sin. = N.B.A.. Sin. Jika =, aka : encapai axiu jika Sin. = ± sehingga : diperoleh : N. B. A.. Sin. Benuk gelobangnya dapa dilukiskan : PP N. B. A..Sin. N = Julah lilian B = Kua edan agne ( T ) A = uas penapang kuparan ( ) = Kecepaan sudu ( rad.s - ) = Tegangan Bolak balik ( vol ) = Tegangan axiu ( vol ) inga : aau f T pp =. = Tegangan axiu pp = egangan puncak ke puncak Besarnya egangan axiu dari egangan bolak balik dapa diukur dengan enggunakan ala yang disebu Osiloskope Dengan Osiloskope kia dapa enenukan nilai egangan axiu dan frekuensi suber egangan aranya :. Menenukan egangan axiu : a. Aur posisi obol kalibrasi pada posisi axiu ( puar kekanan sapai erdengar bunyi klik ) b. Aur posisi obol vol/c dan sweep ie sehingga erbenuk garis lurus endaar. c. Masukkan sinyal n pu egangan bolak balik. d. Baca julah koak verical dari iik engah, sehingga egangan diruuskan : = julah koak verikal x vol/c onoh liha gabar : Misal obol vol/c enunjukkan angka 5 vol/c, aka egangan axiu adalah : = 3 c x 5 vol/c = 5 vol

2 . Menenukan frekuensi suber egangan : Unuk enenukan frekuensi kia harus enenukan perioda erlebih dahulu dengan enghiung julah koak horizonal unuk sau gelobang penuh, sehingga diperoleh persaaan : Dan frekuensinya dapa dienukan : Perioda ( T ) = jl koak endaar dl x sweepie/c f T Dari gabar diaas dapa diliha hasil nya : Jika sweep ie enunjukkan angka 0 s ( ili sekon ), aka periodanya : T = 4 x 0.s = 4.0 x 0-3 sekon = 4 x 0 - sekon Sehingga frekuensinya : f T 4x0 = 5 Hz NA EFFEKTF TEGANGAN DAN AUS BOAK BAK Tegangan / arus effekif : Tegangan aau Arus bolak balik yang nilainya saa dengan egangan aau Arus searah yang enghasilkan kalor yang saa dala waku yang saa. Nilai Tegangan effekif diukur dengan ala oleer A dan Nilai Arus effekif diukur dengan ala Apereeer Hubungan anara nilai effekif dengan nilai axiu dinyaakan : aau eff = 0,707 x eff eff aau eff = 0,707 x aaan : Seua egangan yang erulis pada spesifikasi ala yang enggunakan egangan A adalah nilai egangan effekifnya. onoh : Sebuah elevisi erulis spesifikasi 50 W/ 0, apa arinya? Daya lisrik = 50 Wa Tegangan effekifnya = 0 vol FASO ara enyaakan fase gelobang dala benuk vekor. Fasor digunakan unuk eperudah peahaan dala enyaakan hubungan fase egangan dan aau kua arus. onoh :. Jika egangan dan kua arus searah aau sefase dapa dilukiskan / Secara Fasor dilukiskan :. Jika egangan endahului arus sebesar 90 0, aka Fasornya adalah Aau 3. Jika egangan eringgal erhadap arus sebesar 60 0, Fasornya dinyaakan : Aau

3 ANGKAAN KOMPONEN EEKTONKA DAAM TEGANGAN BOAK BAK A. angkaian resisor dala egangan Bolak balik =. Sin. Dengan enggunakan Huku Khirchoff E =. Dari persaaan :.Sin. diperoleh persaaan :.Sin. dengan aka :.Sin. dan =. Sin. erliha bahwa anara egangan dan kua arus pada rangkaian habaan ( resisor ) pada egangan bolak balik adalah Sefase. Grafik / dinyaakan : / Secara Fasor dilukiskan : B. angkaian ndukor dala egangan Bolak balik ndukor dala rangkaian egangan bolak balik + i + =. Sin. =. Sin. Pada suau saa suber egangan poensial inggi di sebelah kiri, arus engalir seperi gabar enuju kuparan yang besarnya berubah-ubah, akibanya pada kupuran ibul GG nduksi diri, dan enghasilkan arus lisrik induksi elawan arus penyebabnya sesuai Huku enz, seperi gabar. Dengan enggunakan Huku Khirchoff : E =. di di. Sin. = 0 hasilnya =. Sin. d d di.sin..d jika diinegralkan di. Sin.. d Hasilnya :. os.. Secara aeais berlaku bahwa : os. = Sin (90 -.), aka :. Sin 90. diperoleh.sin Dala persaaan diensi ruas kiri saa dengan diensi ruas kanan, arinya ini enunjukkan bahwa nilai dari, sehingga diperoleh persaaan baru :. =. Sin ( ) 3

4 Jika persaaan kua arus ersebu di bandingkan erhadap persaaan egangannya, akan erliha bahwa : Kua arus lisrik eringgal erhadap egangan sebesar 90 0 aau egangan endahului arus lisrik sebesar Grafik / dinyaakan : / Secara Fasor dilukiskan : Dari persaaan. berdasarkan Huku Oh, seolah olah nilai. idenik dengan Habaan urni pada esisor, yang keudian disebu dengan eakansi ndukif ( X ), aka diruuskan : = kecepaan sudu ( rad.s - ) X. = ndukansi ( H ) X = eakansi ndukif ( Oh ) aau ( H.s - ). angkaian Kapasior dala egangan Bolak balik =. Sin. Kapasior berfungsi sebagai penyipan uaan. Kapasior idak dapa dialiri oleh arus searah eapi dapa dialiri oleh arus bolak balik. Menuru persaaan : dq d dan q =., jika digabungkan diperoleh : d. d dengan =. Sin., aka diperoleh : d d..sin. diubah..sin. d d =...os (.) aau.os.. Dengan :, aka :. =. os (.) Unuk : os (.) = Sin (90 -.) Dan, jika : Sin (90 -.) = Sin berari = (90 -.) Secara aeais ada Hubungan : Sin = Sin (80 - ) arinya akan berlaku : Sin =Sin (80 (90 -.)) = Sin (90 +.) Jadi : =. Sin (. + 90) Dari persaaan : 4

5 o.sin. dan =. Sin. 90 erliha bahwa anara egangan dan kua arus pada rangkaian Kapasior pada egangan bolak balik. disipulkan : Tegangan eringgal erhadap kua arus sebesar 90 0 aau kua arus endahului erhadap egangan sebesar Grafik / dinyaakan : / Secara Fasor dilukiskan : Dari persaaan berdasarkan Huku Oh, seolah olah nilai idenik.. dengan Habaan urni pada esisor, yang keudian disebu dengan eakansi Kapasiif ( X ), aka diruuskan : = kecepaan sudu ( rad.s - ) = Kapasias Kapasior ( Farad ) X X = eakansi Kapasiif ( Oh ) aau ( s.f - ). A D. ANGKAAN - SE DAAM SUMBE TEGANGAN BOAK BAK. X =.Sin. Diagra Fasornya dapa dilukis kan : B Sudu pergeseran Fasenya : Tegangan : X pedansi rangkaian : X os. aau os. dan Tg. aau Tg. X E. ANGKAAN - SE DAAM SUMBE TEGANGAN BOAK BAK. A =.Sin. Diagra Fasornya dapa dilukis kan : Sudu pergeseran Fasenya : os. aau B X X Tegangan adalah : pedansi rangkaian adalah : os. dan Tg. aau X Tg. X 5

6 F. ANGKAAN -- SE DAAM SUMBE TEGANGAN BOAK BAK. A =.Sin. Dengan enggunakan Huku Oh pedansinya X X B Diagra Fasor gabar disaping adalah : Maka besarnya egangan anara adalah : v Sudu pergeseran Fasenya : os. aau os. dan X X dengan fasor ipedansi Tg. aau X X Tg. X X Pada rangkaian -- eiliki iga sifa yang ungkin :. Jika > aau X > X,. Jika > aau X > X, aka rangkaian bersifa aka rangkaian bersifa ndukif. Kapasiif. X X X X X - X X X 3. Jika = aau X = X, aka rangkaian bersifa esisif. Berlaku : = / dan = Pada rangkain yang bersifa esisif ini rangkaian di-kaakan erjadi esonansi dengan frekuensi esonansi dinyaakan : f.. f = frekuensi resonansi ( Hz) = ndukansi ( H ) = Kapasias Kapasior ( F ) G. DAYA PADA ANGKAAN BOAK BAK : Pada rangkaian Bolak balik dikenal isilah Fakor Daya yang dinyaakan : Daya Sesungguhn ya Fako Daya Daya Seu Diana : Daya Sesungguhnya : Daya pada rangkaian Bolak balik yang dihasilkan oleh Habaan Murni ( ) P =.. Maka : Fakor Daya = diperoleh. Karena / = os, aka : Daya Seu : Daya pada rangkaian bolak balik yang dihasilkan oleh pedansi rangkaian ( ) P =. Fakor Daya = Fakor Daya = os Daya Disipasi : Daya pada rangkaian bolak balik yang nilainya saa dengan hasil kali anara Tegangan dan Kua arus dengan fakor dayanya Maka : = Tegangan efekif bolak balik (vol) P =..os 6

7 = Kua arus efekif ( A ) Soal Soal Arus dan Tegangan A!. Jaru suau voleer yang dipergunakan unuk engukur sebuah egangan bolak-balik enunjukkan harga 0 vol. ni berari bahwa egangan iu. a. Teap d. berubah anara 0 dan + 0 vol b. berubah anara 0 dan 0 vol e. berubah anara - 0 dan +0 vol c. berubah anara 0 dan 0 vol. Jika suau rangkaian arus bolak-balik dengan kapasior di dalanya, aka hubungan anara egangan dan kua arus dapa dilukiskan dala grafik. a. d. / i b. e. / i / / i i c. / i 3. Sebuah kapasior dirangkai pada suber egangan bolak-balik 50 vol yang frekuensinya 50 Hz, ernyaa reakansi kapasiifnya 5000/, aka kapasias kapasiornya adalah. a. F b. 5 F c. 0 F d. 0 F e. 50 F 4. pedansi dala Oh anara iik A dan B adalah. = 4 X = 3 X = 6 a. 5 c. 6 e. 3 A B b. 7 d Tangen sudu fase rangkaian seri esisor 00 dan indukor 0,0 H beroperasi pada Hz, adalah. a. 0,63 b. 0,7 c.,38 d.,63 e. 0,8 6. esisor = 50 dan kuparan dengan reakansi indukif 50 dan kapasior dengan reakansi kapasiif 00 dihubungkan seri pada suber egangan bolak-balik, aka beda fase anara arus dan egangan pada rangkaian adalah sebesar. a. 0 0 b c d e Jika beda poensial ujung-ujung adalah 6 vol, aka beda poensial anara ujung-ujung indukor dala vol yang disusun seri dengan dan dihubungkan dengan egangan A 0 vol adalah. a. b. 4 c. d. 87 e Sebuah resisor dan sebuah kuparan dihubungkan seri pada suber egangan A 00 vol. Tegangan anara kedua ujung kuparan dan resisor saa besar, aka egangan ersebu adalah. a. 5 vol b. 50 vol c. 50 vol d. 60 vol e. 75 vol 9. Suau kuparan dihubungkan dengan egangan bolak-balik. Melalui daa percobaan hasil pengukuran dengan Oheer, voleer dan apereer enunjukkan 30 Oh, 5 vol dan 00 A, aka reakansi indukif kuparan. a. 6 oh b. 0 oh c. 40 oh d. 70 oh e. 80 oh 0. angkaian seri enarik arus,5 A jika dihubungkan suber egangan bolak-balik 0 vol. Tegangan anara kedua ujung resisor dan indukor saa besar, aka habaan resisor bernilai. a. b. 4 c. 5 d. 4 e. 5. angkaian seri dengan kapasias kapasior 5 x 0-6 F engalirkan arus A saa dihubungkan dengan egangan A 00 vol, 00 rad/s, aka nilai habaan resisor adalah. a. 60 b. 45 c. 40 d. 30 e. 5. Pernyaaan beriku berkaian dengan saa erjadinya keadaan resonansi pada rangkaian seri -- seri :. reakansi indukif > reakansi kapasiif. reakansi indukif = reakansi kapasiif 3. pedansi saa dengan nol 4. pedansi saa dengan habaan Pernyaaan yang benar adalah. 7

8 a. dan 3 b. dan 3 c. dan 4 d. dan 4 e. dan 3. Suau rangkaian seri resisor 0 dan kapasior F dihubungkan dengan suber egangan bolak-balik dengan frekuensi 50 rad/s. Besar ndukansi indukor yang harus dipasang seri dengan rangkaian agar erjadi resonansi. a. 4 H b. 8 H c. 6 H d. 4. H e. 8. H 4. Dibawah ini adalah pernyaaan unuk eperbesar reakansi indukif :. eperbesar arus dala rangkaian. eperbesar indukansi diri 3. eperbesar frekuensi arus lisrik 4. eperkecil egangan ujung-ujung indukor. Pernyaaan yang benar. a. dan b.,, dan 4 c. dan 3 d., 3, dan 4 e. dan 4 5. Pada saa erjadi resonansi dala rangkaian seri --, aka :. egangan dan arus sefase. ipedansi rangkaian saa dengan habaannya. 3. rangkaian bersifa resisif urni. 4. arus dala rangkaian encapai harga axiu. Pernyaaan yang benar. a.,, dan 3 b. dan 3 c. dan 4 d. hanya 4 e. seua benar 6. Frekuensi resonansi dapa diperkecil dengan cara :. eperbesar kapasiansi dari rangkaian.. eperkecil habaan rangkaian 3. eperbesar indukansi rangkaian 4. eperbesar egangan suber pernyaaan yang benar. a.,, dan 3 b. dan 3 c. dan 4 d. hanya 4 e. seua benar 7. iha Gabar! X X Dari gabar diaas egangan pada ujung ujung resisor adalah. a. 80 vol c. 60 vol b. 0 vol d. 30 vol e. nol 8. iha gabar! X 00 Dari gabar diaas besarnya eakansi Kapasiifnya adalah. a. 0 c. 00 e. 400 b. 60 d Sebuah voleer A dengan ipedansi inggi dihubungkan pada ujung ujung,, dan secara bergiliran yang dihubungkan seri dan eberikan hasil pengukuran yang saa dala iap kasus. Hasil bacaan ersebu dala vol adalah. a. 3,57 b. 33,33 c. 40,00 d. 57,74 e. 00,00 X angkaian ndukor saa dihubungkan dengan egangan D 0 vol enghasilkan arus lisrik 4 A, dan saa dihubungkan dengan egangan A agar enghasilkan arus lisrik 4 A, diperlukan egangan 40 vol, aka nilai eakansi ndukif adalah. a. 53 Oh b. 35 Oh c. 05 Oh d. 50 oh e. 0 oh. Suau rangkaian seri ersusun seperi gabar dibawah ini. Jika = 600 dan = H, sera = 5 F, dan egangan suber eenuhi persaaan = 50 sin (00.), ipedansi rangkaian adalah. a. 00 b. 000 c. 50 d. 000 e Suau rangkaian seri ersusun seperi gabar dibawah ini. Jika = 600 dan = H, sera = 0 F, dan egangan suber eenuhi persaaan = 00 sin (00.), aka arus yang engalir pada rangkaian adalah. a. ½. A b. A c. A d. 0, A e. 0,5 A *** Yakinlah, bahwa seakin banyak kebohongan yang kia lakukan *** *** hidup seakin idak enang *** 8