ggl induksi
-
Upload
erick-evendy-wahyu -
Category
Documents
-
view
414 -
download
6
Transcript of ggl induksi
PENGHANTAR YANG MENGALAMI PERUBAHAN MEDAN MAGNET MENGHASILKAN ARUS
LISTRIK
Galvanometer
ARUS INDUKSI
GAYA GERAK LISTRIK LISTRIK atau
DISEBUT GGL INDUKSI /IMBASMichael Faraday (1791–1867)
JARUM TIDAK MENYIMPANG MENANDAKAN BAHWA
DALAM KUMPARAN KAWAT TIDAK TERDAPAT ARUS
INDUKSI
JARUM MENYIMPANG MENANDAKAN BAHWA DALAM KUMPARAN KAWAT TERDAPAT ARUS INDUKSI. HAL INI TERJADI
KARENA KAWAT MENGALAMI PERUBAHAN FLUKS MAGNETIK
Besarnya GGL imbas yang dihasilkan :
= - N t
ttt
sin
Induksi Elektromagnetik
G
Induksi elektromagnetik adalah gejala munculnya ggl induksi dan arus listrik induksi pada suatu penghantar akibat perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan
Apa yang membuat jarum galvano menyimpang ?
Bagaimana hal itu dapat terjadi ?
G
G1G0
Apa yang terjadi dengan jarum galvanometer saat penghantar digerakkan memotong garis – garis gaya magnet ?
Apa yang terjadi saat penghantar digerakkan searah garis – garis gaya magnet ?
Jika ada penyimpangan jarum galvanometer dapat menjelaskan ada apa pada ke dua ujung penghatar yang dihubungkan pada galvanometer
mengapa jarum galvanometer tidak dapat menyimpang ?
Jika jarum galvanometer tidak menyimpang menjelaskan pada kedua ujung penghantar yang dihubungkan dengan galvanometer tidak ada apa ?
Cara menimbulkan GGL Induksi
• Menggerakkan magnet masuk keluar kumparan
• Memutar magnet di depan kumparan
G
• Memutus mutus arus pada kumparan primer yang didekatnya terdapat kumparan sekunder
Gdc
AC
• Mengalirkan arus listrik bolak balik pada kumparan primer yang di dekatnya terdapat kumparan sekunder.
G
Kutub Utara magnet bergerak mendekati kumparan
G
Arah arus listrik induksi
Kutub Utara magnet bergerak menjauhi kumparan
G
Arah arus listrik induksi
Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi
1. GGL Induksi sebanding dengan kecepatan perubahan
flug magnet.
G
G
Δt
ΔΦ ε
Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi
1. GGL Induksi sebanding dengan jumlah lilitan
G
G
N ε
Besar GGL Induksi :1. Sebanding dengan jumlah lilitan2. Sebanding dengan kecepatan perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan
Δt
ΔΦNε
(volt) induksi gglε lilitanjumlah N
(Weber/s)magnet gaya garisjumlah perubahan kecepatan Δt
ΔΦ
contoh
• Sebuah kumparan yang memiliki jumlah lilitan 300 lilitan bila terjadi perubahan jumlah garis gaya magnet di dalam kumparan dari 3000 Wb menjadi 1000 Wb dalam setiap menitnya tentukan besar ggl induksi yang dihasilkan ?
Δt
ΔΦNε
volt10000ε60
2000-300ε
60
3000-1000300ε
Alat-alat yang menggunakan prinsip induksi elektromagnetik
1. Dinamo AC
MagnetCincin luncur
Sikat karbon
Kumparan
V
t
Bentuk gelombang AC
2. Dinamo dc
Magnet
KomutatorCincin belah
Sikat karbon
Kumparan
Bentukgelombang dcV
t
3. Dinamo Sepeda
Roda dinamo
Sumbu dinamo
Magnet
Inti besi
kumparan
nIABAAdBB 0.
Fluks magnetik yang menembus loop
ldEdandt
dInA
dt
d B
. 0
dt
dldEJadi B
.
dt
d
rEsehinggarEldE B
2
1 2.
PERUBAHAN FLUKS YANG DIALAMI PENGHANTAR (KAWAT) DENGAN CARA MAGNET DIGERAKKAN
PERUBAHAN FLUKS YANG DIALAMI PENGHANTAR (KAWAT) DENGAN CARA MENGGERAKKAN KAWAT
Suatu kumparan kawat terdiri dari 500 lilitan dengan diameter 10 cm. Kumparan ini diletakkan dalam medan magnetik homogen yang berubah-ubah dari 0,2 menjadi 0,6 wb /m2 dalam waktu 5 milisekon. Hitunglah GGL imbas yang terjadi dalam kumparan ?
Diketahui : N = 500 ; d = 10 cm r = 5 cm = 5.10-2 m B = 0,6 – 0,2 = 0,4 wb/m2 . t = 5ms = 5.10-3 sDitanyakan :
Penyelesaian: A = .r2 = 3,14 x 5.10-2
= 7,85.10-3 m2 .
0,4 x 7,85.10-3 = 3,14.10-3 wb
= - N t
= - 500 3,14.10-3
5.10-3
= - 314 volt = - N t
Suatu kumparan kawat terdiri dari 30 lilitan ,me-miliki hambatan 60 . Kumparan ini diletakkan dalam medan magnet yang memiliki fluks magnetik berubah terhadap waktu menurut persamaan = (t + 2)2. dalam weber dan t dalam sekon. Hitunglah GGL induksi dan arus yang ada dalam kumparan pada saat : a. t = 1 s b. t = 3 s
Diketahui : N = 30 ; R = 60 . = (t + 2)2
Ditanyakan : dan i
Penyelesaian: untuk t = 1 s ; tt6 wb = - N
t
= - 30x6 = - 180 volt
Arus I = /R = -180/60 = -3 A
untuk t = 3 s ; tt wb = - N
t = - 30x10 = - 300 volt
Arus I = /R = -300/60 = -5 A
V
i
B
V
iv
B
= B.l.v sin
F
i
= -B.l.v sin
i = /R
sin = 90 =1
= -B.l.v = - NB.l.v
Sebuah kawat panjang 40 cm bergerak dengan kecepatan 15 m/s dalam magnet homogen 0,25 wb/m2 . Tentukan besarnya GGL imbas yang timbul dalam kawat, jika kawat memotong garis gaya magnet dengan sudut sebesar : a. 900 b. 300
v =15 m/s
B= 0,25 wb/m2
Jawab:
a. Untuk = 900
= B.l.v.sin90 =0,25.0,4.15.1 = 1,5 volt
b. Untuk = 300
= B.l.v.sin30 =0,25.0,4.15.1/2 = 0,75 volt
V = 2 m/s
F
Jika besarnya medan magnet 0,4 T, dan hambatan kawat yang digerakkan 20 . Hitunglah : a.GGL induksi pada ujung kawat merah b. besar dan arah arus di kawat merahJawab:a. = B.l.v.sin90 =0,4.0,20.2.1 =0,16 volt
b. i =/R = 0,16/20 = 0,008 A = 8 mA
ARAH ARUS DARI BAWAH KE ATAS
l=40 cm=0,4 m
ttNABdt
tdNBA
dt
dN
tBABA
maks
B
B
sinsin
)(cos
coscos
Generator
Mesin paling penting yang mengubah dunia gelap menjadi terang ditemukan oleh Michael Faraday dengan mengubah energi kinetik menjadi lergi listrik menggunakan prinsip induksi elektromagnetik.
Mesin ini diberi nama generator
Prinsip Kerja GeneratorKetika kumparan diputar didalam medan magnet, satu sisi kumparan (biru) bergerak ke atas sedang isi lainnya (kuning) bergerak ke bawah.Kumparan mengalami perubagan garis gaya nagnet yang makin sedikit, sehingga pada kedua sisi kumparan mengalir arus listrik mengitari kumparan hingga posisi kumparan vertikal
Pada posisi vertikal kumparan tidak mengalami perubahan garis gaya magnet sehingga tidak ada listrik yang mengalir pada kumparan
Kumparan terus berputar hingga sisi biru bergerak kebawah dan sisi kuning bergerak keatas.Kumparan mengalami perubahan garis gaya magnet yang bertambah banyak, sehingga pada setiap sisi kumpaan mengalir arus listrik yang berlawanan hingga posisi kumparan horisontal
Pada posisi ini kumparan mendapat garis-gaya magnet maksismum.Kumparan terus berputar dan mengalami perubahan garis gaya magnet yang semakin sedikit sehingga arus listrik yang mengitari kumparan melemah
Pada posisi vertikal kumparan tidak mengalami perubahan garis gaya magnet sehingga tidak ada listrik yang mengalir pada kumparan
Kumparan terus berputar hingga sisi biru bergerak ke atas dan sisi kuning bergerak ke bawah.Kumparan mengalami perubahan garis gaya magnrt yang bertambah banyak, sehingga pada setiap sisi kumpaan mengalir arus listrik yang berlawanan hingga posisi kumparan horisontal
Generator menghasilkan listrik menggunakan prinsip induksi elektromagnetik
Generator AC
Generator AC atau Altenator adalah pembangkit listrik yang menghasilkan arus listrik bolak-balik
Untuk menghindari melilitnya kabel, dipasang dua buah cincin luncur
Generator DC
A
CB
D
B
1
1
I1
F1
Saat penghantar pada sisi AB berputar 180o, penghanta AB memotong garis-garis gaya magnet sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik induksi Arah arus listrik induksi pada penghantar AB dapat ditetukan sebagai berikut :Karena penghantar bergerak berlawanan arah jarum jam maka arus listrik induksi harus menghasilkan gaya yang searah jarum jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listrik mengalir dari B1 ke A1Arus terputusPenghantar CD menenpai posisi AB dengan arah putaran yang sama arus tetap mengalir ke atas, sehingga aah arus tetap pada satu arah.
Generator DC
Generator DC menghasilkan arus listrik searah
Untuk menghindari melilitnya kabel dan sekaligus menyearahkan arus listrik dipasang komutator (sepasang cincin belah
Generator DC
A
CB
D
B
1
1
I1
F1
Saat penghantar pada sisi AB berputar 180o, penghanta AB memotong garis-garis gaya magnet sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik induksi Arah arus listrik induksi pada penghantar AB dapat ditetukan sebagai berikut :Karena penghantar bergerak berlawanan arah jarum jam maka arus listrik induksi harus menghasilkan gaya yang searah jarum jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listrik mengalir dari B1 ke A1Arus terputusPenghantar CD menenpai posisi AB dengan arah putaran yang sama arus tetap mengalir ke atas, sehingga aah arus tetap pada satu arah.
Bagian – bagian Generator
Rotor adalah bagian generator yang berputar
Stator adalah bagian generator yang diam
Rotor Stator
Generator pada kenyataannya
Pada kenyataannya, rotor pada generator adalah magnet, dan statornya adalah kumparan
Dengan generator seperti ini arus listrik yang dihasilkan adalah arus bolak-balik (AC)
GENERATOR
Generator-tangan
= NBA
GENERATOR
electric_generator
= NBA
Penggunaan generator
PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)
Pada PLTA generator di gerakkan oleh tenaga air.
Air ditampung pada sebuah dam dan dialirkan melalui pipa ke turbin generator dan memutar turbin tersebut, sehingga generator bekerja.
= - L i t
l
N
A
Henry
Volt
L = o.N2.A
l
W = Li2½
Suatu kumparan dialiri arus 10 A. Kemudian sekelar yang menghubung-kan arus menuju kumparan diputus sehingga arus dalam kumparan nol dalam selang waktu 0,2 detik. Jika induktansi kumparan 0,5 H, tentukan besarnya GGL induksi diri yang terjadi pada ujung -ujung kumparan
i1=10 A ; i2=0 ; t=0,2 s L = 0,5 H
= - L i2-i1 t
= - 0,5 0-100,2 = 25 volt
Sebuah kumparan terdiri dari 300 lilitan , luas penampangnya 9 cm2 dan panjangnya 25 cm. Jika kumparan diisi bahan dengan permeabilitas relatif 500 Hitunglah : a. Induktansi diri kumparan b. GGL induksi diri dalam kumparan jika dialiri arus 10 A yang diputus-putus dalam selang waktu 0,002 sc. Eenergi yang tersimpan
i =10 A ; t =0,002 s r = 500 ; l = 0,25 m; A = 9 cm = 9.10 -4 m2
- L
- - W
a. Induktansi diri ( L )
r = / = r.
L = 500.4..k.(300)2.9.10-4
25.10-2
b. GGL induksi diri
=-1000 volt
= - L i t = - 0,2
100,002
c. Energi yang tersimpan
W = ½ Li2 = ½ 0,2.102
W = 10 J
L = .N
2.A
lL = r. .N
2.A
l
TransformatorE1
E2
N1
N2
=
Primer/ input
Skunder/ output = P2/P1
P1 = E1. i1
P2 = E2. i2
E1= Tegangan input (volt)E2 = Tegangan Output (volt)N1 = jumlah lilitan PrimerN2 = Jumlah lilitan Sekundei1 = Arus primer/input (A)i2 = Arus Sekunder/Output (A)P1 = Daya Input (watt)P2 = Daya Output (watt)
= Daya guna/efisiensi (%)
N2 > N1
N1 > N2
4. Transformator
• Bagian utama Transformator
Kumparan primer
Kumparan sekunder
Inti besi
Kumparan primer
Kumparan sekunder
Inti besi
Sumber Tegangan AC
• Alat untuk mengubah tegangan bolak-balik ( AC )
Jenis Transformator1. Transformator step up
Ciri – ciri
Penaik Tegangan
Ns > Np
Vs > Vp
Is < Ip
2. Transformator step down
Ciri – ciri
Penurun Tegangan
Ns < Np
Vs < Vp
Is > Ip
Np NsVp Vs
Np NsVp Vs
Persamaan TransformatorPada trnasformator jumlah lilitan transformator sebanding dengan tegangannya.
Vs
Vp
Ns
Np
• Np = Jumlah lilitan primer• Ns = Jumlah lilitan sekunder• Vp = Tegangan primer• Vs = Tegangan sekunder
Transformator ideal jika energi yang masuk pada transformator sama dengan energi yang keluar dari transformator
Wp = WsVp. Ip . t = Vs . Is . t
Ip
Is
Vs
Vp
• Is = kuat arus sekunder
• Ip = kuat arus primer
Np NsVp Vs
Primer
Masukan
In Put
Dicatu
Dihubungkan pada sumbertegangan
Sekunder
Keluar
Out Put
Hasil
Dihubungkan pada lampu
Lampu
ContohSebuah transformator memiliki jumlah lilitan primer dan sekunder
adalah 6000 lilitan dan 200 lilitan jika kumparan
primer transfomator diberi tegangan 240 volt maka
tegangan yang dihasilkan transformator adalah
6000 Vs = 240 V. 200
JawabVp
Vs=
Np
Ns240 V
Vs=
6000
200
240 V. 200
6000=Vs
8 volt=Vs
Penggunaan transformator pada transmisi energi
listrik jarak jauh
Generator PLTA30MW
10000 V
Trafo Step Up
150
kVTrafo Step down
20 kV
Trafo Step down
220 V
Transmisi energi listrik jarak jauh
1. Dengan Arus Besar 2. Dengan Tegangan Tinggi
Bila pada PLTA gambar di atas menghasilkan daya 30 MW dan tegangan yang keluar dari generator 10.000 volt akan di transmisikan jika hambatan kawat untuk transmisi 10 Ω.
V
PI
volt10.000
watt30.000.000I
I = 3.000 A kuat arus tinggi Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah
Kita tentukan kuat arus transmisi
P = I2 R = 3.0002 . 10 = 90 MW daya yang hilang besar
Kita tentukan kuat arus transmisi
V
PI
volt150.000
watt30.000.000I
I = 200 A kuat arus rendah Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah P = I2 R
= 2002 . 10 = 0,4 MW daya yang hilang kecil
Keuntungan Transmisi energi listrik jarak jauh dengan tegangan tinggi :
1. Energi listrik yang hilang kecil
2. Memerlukan kabel yang diameternya kecil sehingga harganya lebih murah
Rangkaian Arus Bolak-Balik
Rangkaian Hambatan Murni
Rangkaian Hambatan InduktifSebuah kumparan induktor mempunyai induktansi
diri L dipasangkan tegangan bolak-balik V, maka pada ujung2 kumparan timbul GGL induksi
Hambatan induktif XL mempunyai harga :
XL = hambatan induktif (Ohm)
tii
tVV
m
m
sin
sin
dt
diL
)sin(
sin
21
tii
tVV
m
m
LfLX L .2.
Rangkaian Hambatan KapasitifSebuah kapasitor dengan kapasitas C dihubungkan dg tegangan bolak-balik V, maka pada kapasitor itu menjadi bermuatan, sehingga pada plat2nya mempunyai beda potensial sebesar
Besar hambatan kapasitif XC :
C
QV
)sin(
sin
21
tii
tVV
m
m
CfCXC .2
1
.
1
Rangkaian R-L SeriHambatan seri R dan XL dihubungkan dg teg. bolak-balik V.
Hukum Ohm I :VR = beda potensial antara ujung2 R
VL = 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
22LXR
V
Z
Vi
22LR VVV
22LXRZ
Daya Arus Bolak-balikDaya dalam arus searah dirumuskan P = V.i, dengan
V dan i harganya selalu tetap.Tetapi untuk arus bolak-balik daya listriknya
dinyatakan sebagai : 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
Gambaran awal bahwa elemen induktor dan kapasitor dapat menyimpan energi listrik dari baterei yang terhubung padanya. Bila baterei tersebut dilepas maka energi tersimpan tadi dapat
dilepas kembali ke rangkaian. Hal ini tidak tejadi bila baterei dikenakan pada resistor.
Resistor dalam Rangkaian Sumber Tegangan Searah Berlaku hukum Ohm, yaitu
(a) Resistor R dihubungkan dengan baterei ε
(b) Sesuai hukum Ohm, Arus I konstan terhadap waktu.
Simbol untuk sumber tegangan bolak balik dinyatakan dalam Gambar berikut yang secara matermatis dinyatakan dalam
Grafik sumber tegangan sinusoida dengan amplitudo V0.
tegangan tersebut memenuhi fungsi sinus©©maka nilai tegangan pada saat t dan saat t + T adalah
tepat sama©T disebut periode.
satuan s–1 atau hertz (Hz).
Frekuensi f frekuensi sudut
Satuan : rad/s
1/T
Apabila sumber tegangan dihubungkan dengan rangkaian RLC maka energi yang diberikan akan habis dalam resistor. Setelah bekerja selama rentang waktu peralihan, arus AC akan mengalir dalam rangkaian dan memberikan tanggapan kepada sumber tegangan. Arus dalam rangkaian inilah yang dirumuskan sebagai
Sebelum meninjau rangkaian R, L, dan C dalam berbagai variasi sambungan rumit berikut akan ditinjau lebih dahulu yakni:
rangkaian tunggal : •resistor•induktor
•kapasitorYang dihubungkan dengan sumber tegangan sinusoida.
arus sesaat pada resistor adalah arus maksimum pada resistor
Tegangan dan Arus bolak-balik
Induksi elektromagnetik menghasilkan arus listrik dalam dua arah yang saling bergantian. Arus ini disebut arus bolak-bakik
Polaritas tegangan pada ujung-ujung kumparan juga selalu berubah, kadang positip kadang negatip. Tegangan yang polaritasnya selalu berubah ini disebut tegangan bolak-balik.
Nilai Root–Means–Squared (rms) untuk Tegangan dan Arus Bolak Balik
DAN
DAYA PADA RESISTOR
Induktor dalam Rangkaian Arus bolak balik
Suatu rangkaian induktor murni dengan induktansi L dihubungkan seri dengan sumber tegangan bolak balik, yaitu
sedangkan tegangan pada induktor adalah
Induktor dalam rangkaian arus bolak balik.
Dari hukum kedua Kirchhoff, didapat
JADI!!
XL = ωL adalah reaktansi induktif satuan SI adalah ohm (Ω), seperti resistansi
Bedanya dengan resistansi pada resistor, reaktansi induktif bergantung secara linear pada frekuensi, semakin besar frekuensi semakin besar pula nilai ohm reaktansi induktif. Sedangkan pada frekuensi rendah, nilai XL mendekati nol pula. Arus sesaat pada induktor adalah
untuk ILm = VLm/XL adalah arus maksimum pada induktor. Bandingkan sudut fase arus pada induktor tersebut terhadap sudut fase tegangan sumber tegangan bolak balik v(t) dan terhadap tegangan sesaat pada induktor vL(t). Ternyata fase arus pada induktor iL(t) tertinggal π/2 terhadap fase sumber tegangan bolak balik v(t) maupun terhadap tegangan sesaat pada induktor vL(t). Grafik arus pada induktor dan tegangan sumber bolak balik beserta diagram fasornya ditunjukkan pada Gambar berikut(a) Grafik arus dan tegangan sesaat pada induktor dalam
tegangan sumber bolak balik terhadap waktu.
(b) Diagram fasor untuk induktor dan tegangan sumber bolak balik.
Kapasitor dalam rangkaian arus bolak balik suatu rangkaian listrik memiliki kapasitansi tak berhingga dan resistansinya adalah nol, rangkaian yang mmemenuhi kondisi demikian disebut rangkaian induktif murni.
yaitu suatu rangkaian induktor murni dengan induktansi L dihubungkan seri dengan sumber tegangan bolak balik, yaitu
• tegangan sesaat pada kapasitor adalah
Kapasitor dalam rangkaian arus bolak balik.
artinya, tegangan sesaat pada kapasitor sama besar dan sefase dengan tegangan sumber Muatan pada kapasitor adalah
adalah reaktansi kapasitif dengan satuan SI adalah ohm (Ω) dan menyatakan resistansi efektif untuk rangkaian kapasitif murni. Nilai XC berbanding terbalik dengan C dan ω, artinya XC menjadi sangat besar bila ω sangat kecil.
adalah arus maksimum pada kapasitor. Ternyata, fase arus pada kapasitor mendahului sebesar π/2 terhadap fase tegangan sumber bolak balik.
(a) Arus dan tegangan pada kapasitor dalam rangkaian arus bolak balik
(b) Diagram fasor untuk kapasitor dalam rangkaian arus bolak balik
Rangkaian RLC–seri
(a) Rangkaian RLC–seri dalam sumber tegangan bolak balik
(b) Contoh rangkaian RLC–seri, Lampu sebagai resistor R.
suatu pembangkit pulsa (function generator) dihubungkan dengan resistor yang berupa
lampu, induktor dan kapasitor.
(a)Diagram fasor untuk rangkaian RLC–seri, bila XL > XC
(b) Hubungan antar tegangan dalam rangkaian RLC–seri
Impedansi Impedansi merupakan nilai efektif terhadap total nilai resistansi yang berasal dari seluruh elemen RLC suatu rangkaian, sehingga hukum Ohm untuk arus bolak balik
impedansi total rangkaian, dengan satuan SI ohm (Ω).
Dapat dipadankan sebagai berikut bahwa resistor merupakan bagian real karena arus pada resistor tidak memiliki beda fase dengan tegangan sumber. Tetapi impedansi induktor ZL merupakan bagian imajiner positif karena tegangan pada induktor memiliki beda fase π/2 mendahului fase tegangan sumber. Sedangkan impedansi kapasitor ZC merupakan bagian imajiner negatif, karena tegangan pada kapasitor memiliki beda fase π/2 tertinggal terhadap fase tegangan sumber. Besar tegangan maksimum pada elemen R, L, dan C secara bertutut–turut dapat ditulis sebagai berikut :
(a) Diagram fasor untuk impedansi rangkaian RLC–seri, bila XL > XC
(b) Hubungan antar tegangan dalam rangkaian RLC–seri, bila XL > XC
Dari gambar dengan menggunakan sifat vektor dari fasor impedansi Z maka adalah merupakan resultan antara R dan selisih antara XL dan XC atau gunakan kaidah sisi miring segitiga siku pitagoras, sehingga impedansi untuk RLC–seri dapat dinyatakan sebagai berikut
Berangkat dari kenyataan bahwa dalam sambungan seri semua elemen memiliki arus yang sama. maka bila semua suku pada ruas kiri maupun kanan dikalikan dengan Im didapat persamaan yang mirip, namun sangat membantu pemahaman,
Dari diagram fasor impedansi masing masing elemen R, L, dan C didapat hubungan sebagai berikut
Sedangkan dari diagram fasor tegangan pada masing masing R, L, dan C didapat hubungan sebagai berikut
Perumusan Impedansi Rangkaian RLC–seri
Besar impedansi RLC-seri adalah
Bila diasumsikan XL > XC sehingga XL − XC > 0 (positif, seperti pada diagram fasor) Sudut fase rangkaian RLC-seri adalah
Terjadinya Resonansi pada rangkaian seri RLC
Dapat diikustrasikan sebagai berikut
Kondisi resonansi terjadi apabila :
• Contoh Soal
Resonansi jika XL dan XC saling meniadakan
Frekuensi pada seri resonansi
•
•
•
•
•Contoh Soal Lagi ya!!
Resonansi frekuensinya adalah
ARUS DAN TEGANGAN DI RANGKAIAN ARUS DAN TEGANGAN DI RANGKAIAN RLC- SERIRLC- SERI • Pada resonansi seri,
•Arus turun bila impedansi naik
•Arus max sama dengan VS pada saat resonansi dan 0 pada saat f= 0 & ∞
•Bentuk secara umum VC dan VL diperlihatkan pada c dan d
•VC = VL ketika f=0 dan capasitor dalam kondisi terbuka
•Dan VL mendekati VS jika f menuju ∞ sebab indikator dalam kondisi terbuka
•Kombinasi C dal L turun dan dan f naiak di bawahresonansi mencapai 0 pada resonansi dan kemudian naik sampai di atas resonansi
SUDUT FASE PADA RANGKAIAN RLC-SERI
Konduktansi,suseptansi dan admittansi
G = KONDUKTANSI
BC=SUSEPTANSI KAPASITIF
BL=SUSEPTANSI INDUKTIF
Y=ADMITTANSI
• Analisa RANGKAIAN RLC-Pararel
• Pararel Resonansi
JIKA
MAKA
INI SERING DIGUNAKAN
JARANG DIGUNAKAN
Problem Lagi
Karena Q > dari 10 maka
Dapat Digunakan
Mengubah seri- pararel ke pararel
•Induktansi ekuivalent dan pararel resistansi ekuivalent
•Resonansi pararel di rangkaian yang tidak ideal
Resonansi Pararel
Bandwith
• Rangkaian resonansi seri
CONTOH
Tentukan resonansi rangkaian seri yang mempunyai aru maksimum 100 Ma pada Resonansi frekuensi. Berapakah arus pada frekuensi kritis??
•Resonansi pada rangkaian Pararel
- Formula untuk bandwith
Suatu rangkaian memiliki frekuensi critis paling rendah dan paling tinggi adalah 8 kHZ & 12 Khz. Berapakah BW dan pusat frekuensinya??
Hubungan Q pada BW
Aplikasinya
•Aplikasi tuning pada amplifier
Dapat menyeleksi & mengindikasikan hasil masukan frekuensi
Variabel kapasitor memungkinkan tuning melalui berbagai masukan frekuensi sehingga frekuensi yang dikehendaki dapat se - lected,
Rangkaian paralel resonansi yang digunakan dalam hubungannya dengan amplifier untuk mencapai selektivitas.