Bab. III Rangkaian Ac Seri

7/25/2019 Bab. III Rangkaian Ac Seri

1/41

BAB IIIBAB III

RANGKAIAN AC SERIRANGKAIAN AC SERI

3.1 AC MELALUI RESISTANSI DAN INDUKTANSI3.1 AC MELALUI RESISTANSI DAN INDUKTANSI

Suatu resistansi R murni dan induktansi L dari kumparanSuatu resistansi R murni dan induktansi L dari kumparan

induktipinduktip

murni hubunann!a diper"ihatkan da"am seri pada ambarmurni hubunann!a diper"ihatkan da"am seri pada ambar

3.1.3.1.

Gambar. 3.1Gambar. 3.1


2/41

# $ ni"ai rms teanan !an diunakan# $ ni"ai rms teanan !an diunakan

I $ ni"ai rms dari resu"tan arusI $ ni"ai rms dari resu"tan arus

##RR $ I R $ dr%p teanan pada R & sephasa denan I '$ I R $ dr%p teanan pada R & sephasa denan I '

##LL $ I (L $ dr%p teanan pada kumparan$ I (L $ dr%p teanan pada kumparan

Dr%p teanan ini diper"ihatkan pada seitia teanan )A* & ambar 3Dr%p teanan ini diper"ihatkan pada seitia teanan )A* & ambar 3

##LL

**

AA))

##

##RR

,, II


#ekt%r )A representasi dr%p resistip ##ekt%r )A representasi dr%p resistip #RR

#ekt%r A* representasi dr%p induktip ##ekt%r A* representasi dr%p induktip #LL

#ekt%r )* representasi teanan !an#ekt%r )* representasi teanan !an

diunakan ada"ah -um"ah dari keduadiunakan ada"ah -um"ah dari keduaekt%r.ekt%r.


3/41

( ) ( )

( ) )(:dim

..

22

22

22

22

22

ZimpedansisebagaidiketahuiXLRana

XLR

VIJadi

XLRI

XLIRI

VVVJadi LR

+

+=

+=

+=

+=

Seperti terlihat dari segitiga impedansi PQR ( gambar 3.3 )Seperti terlihat dari segitiga impedansi PQR ( gambar 3.3 )

(L(L

RR

//00

11

RR

,,

2ambar. 3.32ambar. 3.3

++ $ R$ R++ (L (L++

& impedansi '& impedansi '++ $ & resistansi '$ & resistansi '++ & reaktansi & reaktansi


4/41

Dari ambar 3.+ teanan !an diunakan # "eadin terhadapDari ambar 3.+ teanan !an diunakan # "eadin terhadap

arus I %"eh sudutarus I %"eh sudut ,,..

4adi4adi tantan ,, $ (L5R $$ (L5R $ 66L5RL5R

Ken!ataan ini diambarkan da"am ra7k & 8ura ' ambar 3.9.Ken!ataan ini diambarkan da"am ra7k & 8ura ' ambar 3.9.

i $ Im Sin &i $ Im Sin & 66t :t : ,,''

23

2 2 t

$ #m Sin $ #m Sin 66tt



5/41

3.2 DAYA RANGKAIAN AC SERI3.2 DAYA RANGKAIAN AC SERI

Da"am ambar 3.;< I ditetapkan da"am satu sama "ainn!a sa"inDa"am ambar 3.;< I ditetapkan da"am satu sama "ainn!a sa"in

teak "urus. I C%steak "urus. I C%s = sepan-an teanan # dan I Sin = ada"ah teak "uru= sepan-an teanan # dan I Sin = ada"ah teak "uru

Da!a !an diunakan rankaian ada"ah hasi" teanan # dan baian arusDa!a !an diunakan rankaian ada"ah hasi" teanan # dan baian arus

!an sephasa denan #.!an sephasa denan #.

4adi 0 $ # > I C%s4adi 0 $ # > I C%s ==

dimana ?dimana ?

# $ Teanan rms# $ Teanan rms

I $ Arus rmsI $ Arus rms

C%s = $ 0%@er akt%rC%s = $ 0%@er akt%r

V

I

IC%s

=

=

ISin=



6/41

CATATAN BCATATAN B

1. *ah@a da"am rankaian AC< %"t rms dan amp1. *ah@a da"am rankaian AC< %"t rms dan amprmsrms

menhasi"kan %"t amper & #A ' bukan true p%@ermenhasi"kan %"t amper & #A ' bukan true p%@er

& @att '& @att '

+. True p%@er & ' $ #A > 0%@er akt%r+. True p%@er & ' $ #A > 0%@er akt%r

$ #A > C%s$ #A > C%s ==

3. Da!a !an dipakai rankaian ada"ah !an3. Da!a !an dipakai rankaian ada"ah !an

disebabkandisebabkan

han!a %"eh resistansi< karena induktansi murnihan!a %"eh resistansi< karena induktansi murni

tidaktidak

menk%nsumsi da!a.menk%nsumsi da!a.

0 $ # > I C%s =0 $ # > I C%s =

$ # > I > & R5 '$ # > I > & R5 ' $ #5 > I > R$ #5 > I > R


7/41

3.+.1 DAA SESAAT3.+.1 DAA SESAAT

0erhitunan da!a da"am bentuk sesaat


8/41

3.+.+ N)TASI SIM*)L & C)M0LE( NUM*ER '3.+.+ N)TASI SIM*)L & C)M0LE( NUM*ER '

$ R - (L $ R - (L

#ekt%r impedansi mempun!ai ni"ai numerikpressikan da"am bentuk p%"ar


9/41

0= II

00=VV

ZxIVmaka

IIAsumsib

=

= 00)


0

000

=

=

ZI

ZxIV

Ter"ihat bah@a ekt%r teanan "eadin terhadapTer"ihat bah@a ekt%r teanan "eadin terhadap

ekt%rekt%r

arus sebesar =arus sebesar = & ambar 3.J '& ambar 3.J '


10/41

00= II

0=VV


3.+.3 AKT)R DAA & 0)ER AKT)R '3.+.3 AKT)R DAA & 0)ER AKT)R '

akt%r da!a dide7nisikan sebaai ?akt%r da!a dide7nisikan sebaai ?

1. C%sinus dari sudut "ead atau "a1. C%sinus dari sudut "ead atau "a

+. Rati% antara resistansi dan impedansi $ R5+. Rati% antara resistansi dan impedansi $ R5

3. Rati% antara true p%@er dan %"tH amper $ 05#A3. Rati% antara true p%@er dan %"tH amper $ 05#A


11/41

3.+.9 K)M0)NEN AKTI0 DAN REAKTI0 ARUS3.+.9 K)M0)NEN AKTI0 DAN REAKTI0 ARUS

K%mp%nen aktip ada"ah k%mp%nen !an sephasa denan teananK%mp%nen aktip ada"ah k%mp%nen !an sephasa denan teanan

!an diunakan ia"ah I C%s!an diunakan ia"ah I C%s =< !an disebut -ua sebaai k%mp%nen @a=< !an disebut -ua sebaai k%mp%nen @a

K%mp%nen reaktip ada"ah k%mp%nen !an teak "urus denan teanan #K%mp%nen reaktip ada"ah k%mp%nen !an teak "urus denan teanan #

I SinI Sin =< !an disebut -ua sebaai k%mp%nen @att"ess atau k%mp%nen=< !an disebut -ua sebaai k%mp%nen @att"ess atau k%mp%nen

id"e & "ihat ambar 3.; '.id"e & "ihat ambar 3.; '.

Aktua" p%@er ada"ah #A C%s = $ Aktua" p%@er ada"ah #A C%s = $

dan reaktip p%@er ada"ah #A Sin = $ #ARdan reaktip p%@er ada"ah #A Sin = $ #AR

E>pressi ni"ai da"am K#A < mempun!ai dua k%mp%nen re8tanu"ar< !aitu ?E>pressi ni"ai da"am K#A < mempun!ai dua k%mp%nen re8tanu"ar< !aitu ?

i. K%mp%nen aktip !an diper%"eh denan mena"ikan K#A denan C%s =i. K%mp%nen aktip !an diper%"eh denan mena"ikan K#A denan C%s =

da!a diberikan da"am Kda!a diberikan da"am K

ii. an "ain ada"ah reaktip K#A dan diper%"eh denan mena"ikan K#A denii. an "ain ada"ah reaktip K#A dan diper%"eh denan mena"ikan K#A den Sin = dan ditu"is denan K#ARSin = dan ditu"is denan K#AR

22 KVARKWKVA +=K $ K#A C%sK $ K#A C%s ==

K#AR $ K#A Sin =K#AR $ K#A Sin =


12/41

ubunan ini akan "ebih mudah dimenerti denan seitia K#A dariubunan ini akan "ebih mudah dimenerti denan seitia K#A dari

ambar 3.O dimana spesia" bah@a K#AR "ain di"etakan sebaai neatiambar 3.O dimana spesia" bah@a K#AR "ain di"etakan sebaai neati

VKK

=


K#ARK#ARK#AK#A

C%nt%h< diumpamakan suatu rankaian diambarkan denan arus 1C%nt%h< diumpamakan suatu rankaian diambarkan denan arus 1

pada teanan + K# dan p%@er akt%r


13/41

K $ + >


14/41

0

1

22

22

65,836,31

5,3

42,31tan6,31

6,31

42,315,3

=

=

=

+=

+=

ZJadi

XLRZ

A

Z

VIrangkaianArusa

0

0

0

65,5396,6

65,836,31

30220,.

=

==

Tuas< ka"ku"asi ni"ai manitude dari arus BTuas< ka"ku"asi ni"ai manitude dari arus B

b.b. Sudut phasa antara teanan dan arus ada"ah O3


15/41

8. Diaram ekt%r8. Diaram ekt%r

303000

065,5396,6 =I

030220=V

53,6553,6500OO

XX


16/41

+.+. Suatu teanan b%"ak ba"ik & O 4 P ' #< diunakan pada rankaianSuatu teanan b%"ak ba"ik & O 4 P ' #< diunakan pada rankaian

a8 seri dan arus !an mena"ir ada"ah & H + - ; ' A.a8 seri dan arus !an mena"ir ada"ah & H + - ; ' A.

Ka"ku"asi ?Ka"ku"asi ?

a. Impedansi rankaiana. Impedansi rankaian b. Sudut phasab. Sudut phasa

8. 0%@er !an terpakai %"eh rankaian8. 0%@er !an terpakai %"eh rankaian

S%"usi ?S%"usi ?

b. Sudut phasa $ J9


17/41

3.3. Da"am rankaian a8< teanan !an diberikan< # $ & 1 : - ;' #%"tDa"am rankaian a8< teanan !an diberikan< # $ & 1 : - ;' #%"t

dan arus da"am rankaian< I $ & 3 : - 9 ' A.dan arus da"am rankaian< I $ & 3 : - 9 ' A.

Ka"ku"asi ketia ma8am da!a.Ka"ku"asi ketia ma8am da!a. S%"usi ?S%"usi ?

i. S $ # Ai. S $ # A

$ & 1 : - ; ' & 3 : - 9 '$ & 1 : - ; ' & 3 : - 9 '

$ & ; - +; '$ & ; - +; '

S $ ;; #A & buktikan 'S $ ;; #A & buktikan '

ii. 0 $ ; @attii. 0 $ ; @att

iii. / $ +; #ARiii. / $ +; #AR

Tuas< *uktikan ke 3 ma8am da!a diatas bi"a s%"usi menunakanTuas< *uktikan ke 3 ma8am da!a diatas bi"a s%"usi menunakan

bentuk p%"ar.bentuk p%"ar. i. S $ # > Ii. S $ # > I

ii. 0 $ # > I > C%sii. 0 $ # > I > C%s ==

iii. / $ # > I > Sin =iii. / $ # > I > Sin =


18/41

9.9. Rankaian seri + e"emen dihubunkan pada sumber AC


19/41

ii.ii. R $ C%sR $ C%s ==

$ + >


20/41

S%"usi ?S%"usi ?

a. Dr%p teanan $ & 9 - +; ' artin!a ?a. Dr%p teanan $ & 9 - +; ' artin!a ?

Dr%p resistip & I > R ' $ 9 %"tDr%p resistip & I > R ' $ 9 %"t

Dr%p reaktip & I > (L ' $ +; %"tDr%p reaktip & I > (L ' $ +; %"t

0 $ I0 $ I++ > R $ 1P att> R $ 1P att

4adi arus rankaian


21/41

( )

lag

Cosrangkaianp"Jadi#

Z

magnitudeimpedansiJadib

jV

848,0

32.

8,11

328,11

04322,47

,.

322,472540

0

0

0

0

0

=

=

=

=

=

=+=

I

##

3+

d. Diaram #ekt%rd. Diaram #ekt%r

99

4 +;4 +;


22/41

P.P. Suatu kumparan & 8%i" ' dihubunkan pada supp"! + #%"t< ; QSuatu kumparan & 8%i" ' dihubunkan pada supp"! + #%"t< ; Q

dan arus O A. RuiHrui da"am kumparan P att.dan arus O A. RuiHrui da"am kumparan P att.


a. Impedansia. Impedansi

b. Resistansib. Resistansi

8. Reaktansi8. Reaktansi

d. 0%@er akt%rd. 0%@er akt%r

S%"usi ?S%"usi ?

a. $ +5O $ +;a. $ +5O $ +;

b. Rui da!a $ Ib. Rui da!a $ I++RR

R $ P5OR $ P5O++

$ 1;$ 1;

lagZ

Rp"d

RZXL#

8,025

20.

201525. 2222

===

===


23/41

J. Suatu arus ; A mena"ir me"a"ui suatu resistansi n%nHinduktip diseriJ. Suatu arus ; A mena"ir me"a"ui suatu resistansi n%nHinduktip diseri

denan 8h%kin 8%i" pada supp"! +; #< ; Q. 4ika teanan padadenan 8h%kin 8%i" pada supp"! +; #< ; Q. 4ika teanan pada

resistansi 1+; # dan pada 8%i" + #.resistansi 1+; # dan pada 8%i" + #.


a. Impedansi< reaktansi dan resistansi dari 8%i"a. Impedansi< reaktansi dan resistansi dari 8%i"

b. Da!a !an diserap 8%i"b. Da!a !an diserap 8%i"

8. Da!a t%ta"8. Da!a t%ta"

S%"usi ?S%"usi ?

2ambar. a

C)IL


24/41

A ##RR

=

Gambar b.Gambar b.

1+;1+;##

+I

I

+I

I

##

+;I#

+;I#

##LL

D

CB

Dari diaram ekt%r & ambar. b 'Dari diaram ekt%r & ambar. b '

*C*C++ CD CD++ $ *D$ *D++

*C*C++ CD CD++ $ +$ +++ VVV & 1 ' VVV & 1 '

ACAC++ CD CD++ $ AD$ AD++

& 1+; *C '& 1+; *C '++ CD CD++ $ +;$ +;++ VVVV.. & + 'VVVV.. & + '

Kurankan pers & + ' denan pers & 1 '< akanKurankan pers & + ' denan pers & 1 '< akan

didapat ?didapat ?& 1+; *C '& 1+; *C '++ CD CD++ $ +;$ +;++

*C*C++ CD CD++ $ +$ +++

& 1+; *C '& 1+; *C '++

H *CH *C++

$ +;$ +;++

H +H +++


25/41

1+;1+;++ & + > 1+; > *C ' *C & + > 1+; > *C ' *C++H *CH *C++ $ +;$ +;++ H +H +++

1;P+;1;P+; +; *C $ P+; H 9 +; *C $ P+; H 9

+; *C $ POJ;+; *C $ POJ;

4adi *C $ +J


26/41

8.8. Da!a t%ta" $ # > I > C%sDa!a t%ta" $ # > I > C%s ==

$ +; > ; > AC5AD$ +; > ; > AC5AD

$ +; > ; > 1;+ ; > 1;+


27/41

8.8. *erapa p k%mbinasi antara t%aster !an seri*erapa p k%mbinasi antara t%aster !an seri

denandenan

8h%ke 8%i"8h%ke 8%i"

d. Da!a diserap rankaian.d. Da!a diserap rankaian. 4AA*AN ?4AA*AN ?

b. Impedansi 8%i"


28/41

. Dua 8%i" A dan * dihubunkan da"am seri pada supp"! +9 #< ; Q.. Dua 8%i" A dan * dihubunkan da"am seri pada supp"! +9 #< ; Q.

Resistansi 8%i" A ada"ah ;Resistansi 8%i" A ada"ah ; dan induktansi 8%i" *


29/41

4AA*AN ?4AA*AN ?

a. Resistansi 8%i" *< R* $ 13


30/41

1. Suatu em sebesar1. Suatu em sebesar e%% $ 191


31/41

2e"%mban i< e2e"%mban i< eR< e< eL< e< e% seperti ambar ?seperti ambar ?

ii

t

eR

##$$%&'%&'

e)

3$3$$$

eL

33$$''


32/41

11. M%t%r AC 111. M%t%r AC 1,,< J


33/41

1+. 4ika perbedaan p%tensia" pada rankaian din!atakan1+. 4ika perbedaan p%tensia" pada rankaian din!atakan

denan


34/41

3.3 AC MELALUI RESISTANSI DAN KA0ASITANSI3.3 AC MELALUI RESISTANSI DAN KA0ASITANSI

Rankaian diper"ihatkan da"am ambar & 3.3.1 'Rankaian diper"ihatkan da"am ambar & 3.3.1 '

Gambar. 3.3.1Gambar. 3.3.1


35/41

#R $ I > R $ Dr%p pada R & sephasa denan I '#R $ I > R $ Dr%p pada R & sephasa denan I '

#C $ I > (C $ Dr%p pada kapasit%r & "a terhadap I %"eh#C $ I > (C $ Dr%p pada kapasit%r & "a terhadap I %"eh 5+ '5+ '

Reaktansi kapasitip di"etakan neatip< #C diper"ihatkan sepan-an araReaktansi kapasitip di"etakan neatip< #C diper"ihatkan sepan-an ara

neatip dari sumbu seperti da"am seitia teanan & ambar. 3.3.+neatip dari sumbu seperti da"am seitia teanan & ambar. 3.3.+

H #H #CC

**

AA))

##

##RR

,,

II


( ) ( )

Z

V

XCR

VI

XCRI

XCIRI

VCVRV

=

+

=

+=

+=

+=

22

22

22

22

..


36/41

Dari ambar & 3.3.+ '< I "ead terhadap # %"eh sudutDari ambar & 3.3.+ '< I "ead terhadap # %"eh sudut ,,


37/41

i $ Im Sin &i $ Im Sin & 66t t 5+5+''

23

2 2 t

$ #m Sin $ #m Sin 66tt


2

3.3.1 C)NT) S)AL DAN LATIAN3.3.1 C)NT) S)AL DAN LATIAN

1.1. Resistansi murni ;Resistansi murni ; diserikan denan kapasitansi murni 1 [.diserikan denan kapasitansi murni 1 [. K%mbinasi seri ini dihubunkan pada supp"! 1 #< ; Q.K%mbinasi seri ini dihubunkan pada supp"! 1 #< ; Q.


a. Impedansi rankaiana. Impedansi rankaian

b. Arus rankaianb. Arus rankaian


38/41

8. p8. p

d. Sudut phasad. Sudut phasa

e. Teanan pada resist%re. Teanan pada resist%r

. Teanan pada. Teanan pada

kapasit%rkapasit%r

S%"usi ?S%"usi ?

=+=+=

==

==

4,593250.

3210100502

12

11

2222

6

XCRZa

xxx

C"C

XC

b.b. I $ #5 $ 15;


39/41

d. Sudut phasa &d. Sudut phasa & ,,' $ C%s' $ C%sH1H1


40/41

W Intera" @aktu 15; detik sampai beda phasa +W Intera" @aktu 15; detik sampai beda phasa +atau 3Patau 3P..

*eda phasa $ 3P*eda phasa $ 3P > ;5 $ +> ;5 $ +

4adi arus "eadin terhadap teanan %"eh +4adi arus "eadin terhadap teanan %"eh + ..

a. p $ C%s +a. p $ C%s + $ I > C%sb. 0 $ # > I > C%s ,,

$ +9 > + > + >


41/41

%%x

xx

XCx"x

Civ

Cx"xCXC

7761076,7

1,4502

12

1)

2

11

4==

=

=

==

Bab. III Rangkaian Ac Seri

Documents

Transcript of Bab. III Rangkaian Ac Seri