Post on 05-Feb-2018
RangkaianArus Bolak Balik
Rudi Susanto
Arus Searah
• Arahnya selalu sama setiap waktu
• Besar arus bisa berubah
Arus Bolak-Balik
• Arah arus berubah secara bergantian
Arus Bolak-Balik Sinusoidal
Arus Bolak-Balik Sinusoidal
Rangkaian Hambatan Murni
tii
tVV
m
m
sin
sin
Rangkaian Hambatan Induktif
Sebuah kumparan induktor mempunyaiinduktansi diri L dipasangkan tegangan bolak-balik V, maka pada ujung2 kumparan timbulGGL induksi
Hambatan induktif XL mempunyai harga :
XL = hambatan induktif (Ohm)
dt
diL
)sin(
sin
21
tii
tVV
m
m
LfLX L .2.
Rangkaian Hambatan Kapasitif
Sebuah kapasitor dengan kapasitas Cdihubungkan dg tegangan bolak-balik V, makapada kapasitor itu menjadi bermuatan, sehinggapada plat2nya mempunyai beda potensialsebesar
Besar hambatan kapasitif XC :
C
QV
)sin(
sin
21
tii
tVV
m
m
CfCXC
.2
1
.
1
Rangkaian R-L Seri
Hambatan seri R dan XL dihubungkan dg teg. bolak-balik V.Hukum Ohm I :
VR = beda potensial antara ujung2 RVL = beda potensial antara ujung2 XL
Besar tegangan total V ditulis secara vektor :
Hambatan R dan XL juga dijumlahkan secara vektor :Z = impedansi (Ohm)
Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah :
LL
R
iXV
iRV
22
LXR
V
Z
Vi
22
LR VVV
22
LXRZ
Rangkaian R-C Seri
Hambatan seri R dan XC dihubungkan dg teg. bolak-balik V.Hukum Ohm I :
VR = beda potensial antara ujung2 RVC = beda potensial antara ujung2 XC
Besar tegangan total V ditulis secara vektor :
Hambatan R dan XC juga dijumlahkan secara vektor :Z = impedansi (Ohm)
Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah :
CC
R
iXV
iRV
22
CXR
V
Z
Vi
22
CR VVV
22
CXRZ
Rangkaian R-L-C Seri
Hambatan seri R, XL dan XC dihubungkan dg teg. bolak-balik V.Hukum Ohm I :
VR = beda potensial antara ujung2 RVC = beda potensial antara ujung2 XC
VL = beda potensial antara ujung2 XL
Besar tegangan total V ditulis secara vektor :
Hambatan R, XL dan XC juga dijumlahkan secara vektor :Z = impedansi (Ohm)
Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah :
CC
LL
R
iXV
iXV
iRV
22 )( CL XXR
V
Z
Vi
22)( CLR VVVV
22 )( CL XXRZ
Rangkaian Resonansi
Jika dalam rangkaian RLC seri XL = XC maka
Arus efektif pada rangkaian akan mencapai hargaterbesar yaitu pada
Dikatakan rangkaian dalam keadaan resonansi. Dalam halini berlaku
Jadi frekuensi resonansinya adalahC
L
XX CL
1
R
Vi
LCf
2
1
RRZ 02
Hubungan antara harga maksimumdan efektif• Hubungan antara harga maksimum dan efektif
Vef = tegangan efektif (V)Vm = tegangan maksimum (V)ief = arus efektif (A)im = arus maksimum (A)
• Hubungan antara harga maksimum dan rata-rataVr = tegangan rata-rata (V)Vm = tegangan maksimum (V)ir = arus rata-rata (A)im = arus maksimum (A)
2
2
mef
mef
VV
ii
mr
mr
VV
ii
2
2
Daya Arus Bolak-balik
Daya dalam arus searah dirumuskan P = V.i, dengan V dan iharganya selalu tetap.Tetapi untuk arus bolak-balik daya listriknya dinyatakansebagai : perkalian antara tegangan, kuat arus dan faktor daya.
Dengan :P = daya listrik bolak-balik (Watt)V = tegangan efektif (V)i = kuat arus efektif (A)Z = impedansi rangkaian (Ohm)Cos θ = faktor daya =
cosatau cos 2ZiPViP
Z
Rcos
Contoh
Rangkaian Filter
Grafik bermacam macam filter
Low Pass RC Filter
• Low Pass RC Filter mengeblok frekuensi tinggidan melewatkan frekuensi rendah.
Persamaan
Capacitive Reactance
Contoh soal
• Low pass filter terdiri dari Resistor dengan nilai 4K7ohm dirangkai dengan kapasitor dengan nilai 47nF. Tegangan yang digunakan adalah 10 V. Hitung tegangan outputnya jika filter bekerja pada frekuensi 100Hz
• Jawab
Simulasi dengan EWB
High Pass RC Filter
• Memblok frekuensi rendah danmeloloskan frekuensi tinggi
• Prinsip kerja dari filter high pass adalah dengan memanfaatkankarakteristik dasar komponen C danR,
• dimana C akan mudah melewatkansinyal AC sesuai dengan nilai reaktansikapasitifnya dan komponen R yang lebih mudah melewatkan sinyaldengan frekuensi yang rendah.
Persamaan
Simulasi dengan EWB
Rangkaian penyearah gelombangpenuh dengan filter C
Soal
1. Jala2 listrik di rumah mempunyai beda tegangan 220 V, berapakahharga tegangan maksimumnya ?
2. Pada rangkaian RLC seri dengan R = 80 Ohm, XL = 100 Ohm, dan XC= 40 Ohm, disambungkan dengan sumber tegangan bolak-balikyang mempunyai tegangan maksimum 120 V. Tentukan arusmaksimum pada rangkaian.
3. Pada frekuensi 100 Hz, reaktansi dari sebuah kapasitor adalah4000 Ohm dan reaktansi dari sebuah induktor adalah 1000 Ohm. Jika kapasitor dan induktor itu dipasang pada sebuah rangkaian, maka pada frekuensi berapakah resonansi terjadi ?
4. Pada rangkaian RLC seri dengan R = 40 Ohm, XL = 50 Ohm, dan XC = 20 Ohm, disambungkan dengan sumber tegangan bolak-balik yang mempunyai tegangan efektif 110 V. Tentukan daya yang digunakanoleh seluruh rangkaian.
Terima Kasih