PPT RESONANSI RANGKAIAN
-
Upload
lailatul-khairiah -
Category
Documents
-
view
537 -
download
101
description
Transcript of PPT RESONANSI RANGKAIAN
RESONANSI LISTRIK PADA RANGKAIAN RLC DAN ALIH TEGANGAN
LAILATUL KHAIRIAH (1305786)YORA FLORENSIAN (1305730)
ARUS SINUSOIDA• i(t)=Im sin(t + o)
i(t) arus sesaat Ampere(A) Im arus maksimum Ampere (A)
(t +o) fassa radian
frekuensi rad/s =2f =2 /T f frekuensi herz=1/s T perioda s o fassa awal radian
Besaran efektif
• Im arus maksimum terbaca pada Osiloskop
• Irms =Ieff = terbaca pada alat ukur2mI
Im
T
Ipp
Arus melalui Resistor
~
i(t)
RMisalkan i(t)=Im cos (t)
Vab=VR=ImR cos (t)
= VmRcos (t)
-VmR=ImR
-Tegangan pada R sefassa dengan arus
i(t) VR
Im
Diagram fasor
a b
ImR
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.
Arus melalui Kapasitor• i(t) = Im cos ( t)
• Vab=VC=Q/C
= ~ = =VmCcos(t -/2)
- VmC = ImC ,
- C = ohm()- Tegangan pada kapasitor tertinggal /2 dari i(t)
dttIC m )cos(1
)2
cos(Im
tC
C1
i(t)
C
i(t)
Im
VC
Im C
a b
Rangkaian Hambatan Kapasitif
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
Arus melalui Induktor• i(t)=Im cos(t)
• Vab=VL=
= ImLcos(t+/2)
= VmLcos(t+/2)
- VmL=ImL
- L = L ohm()- Tegangan pada induktor mendahului i(t) sebesar /2
dtdiL
~
VL
i(t)
Im
ImL
L
i(t)
Diagram fasor
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
Rangkaian R-C Seri
Hambatan seri R dan XC dihubungkan dg teg. bolak-balik V.
Hukum Ohm I :VR = beda potensial antara ujung2 R
VC = 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
22CXR
V
Z
Vi
22CR VVV
22CXRZ
Resonansi RLC Seri
Resonansi RLC Seri
Frekuensi resonansi akan terjadi, apabila komponen kapasitif saling menghapuskan dengan komponen induktifnya (ωL = 1/ ωC), dan rangkaian akan bersifat sebagai tahanan murni (Z=R).Frekuensi resonansi = ω0 , maka :
Rangkaian RLC Seri• R,L dan C dirangkai seri di aliri arus i(t)=Im cos(t)
• Vab=VR+VL+VC
= ImR cos(t)+ImLcos(t+/2)+
ImCcos(t-/2)
Dengan cara fasor diperoleh:Vab=Vmcos(t+)
R L C
i(t)
~
Rangkaian R-L-C SeriHambatan seri R, XL dan XC dihubungkan dg teg. bolak-balik V.
Hukum Ohm I :VR = beda potensial antara ujung2 R
VC = 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 ResonansiJika dalam rangkaian RLC seri XL = XC maka
Arus efektif pada rangkaian akan mencapai harga terbesar yaitu pada
Dikatakan rangkaian dalam keadaan resonansi. Dalam hal ini berlaku
Jadi frekuensi resonansinya adalahC
L
XX CL
1
R
Vi
LCf
2
1
RRZ 02
Diagram fasor RLC seri• Vm=ImZ
• L> C tegangan mendahului arus• L< C tegangan tertinggal arus
2222 )( CLRZ
Rtg CL
1
VmR
VmL
VmC
Vm
RC
LZ
Resonansi RLC seri• Vm maksimum Z minimum
• L= C LC
1
res
Daya rata-rata rangkaian RLC seri
• Hk Joule P =iV=Im2Zcos(t)cos(t+)
• Daya rata-rata
faktor daya
T
m ttT
ZIP0
2 )cos()cos(1
)cos(2
1 2 ZIP m
Rangkaian R,L,C Paralel
• R,L dan C dirangkai paralel, dihubungkan sumber v(t)=Vmcos(t)
~vs(t)
i(t)
R
C LiC(t)
iL(t)
iR(t)
Analisa Rangkaian• i(t)=iR(t) +iC(t)+iL(t)
• iR(t)=v(t)/R =
• iC(t)=
• iL(t)=
• i(t)=
)cos( tR
Vm
dt
dvC
dt
dQ
vdtL
1
)
2cos(
1)
2cos(
1)cos(
1
tttR
VLC
m
Diagram Phasor
• Phasor ArusImC
ImR
ImL
Im
22111
Lcmm RVI
221111
LCRZ
LCres
1
• Hubungan antara harga maksimum dan efektifVef = 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
m
r
mr
VV
ii
2
2
Daya Arus Bolak-balik
Daya 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
B. Alih Tegangan
Rangkaian setara Thevenin = jaringan satu gerbang (gerbang keluaran).
Rangkaian setara Thevenin dua gerbang (gerbang keluaran dan masukan).
Contohnya adalah rangkaian setara suatu penguat.
Gambar Rangkaian setara suatu penguat.
Gambar Penguat dengan sumber isyarat dan beban