LISTRIK BOLAK-BALIK ALTERNATING CURRENT (AC)

Arus/Tegangan Bolak-Balik Arus/tegangan bolak-balik adalah arus/tegangan yang besar/nilainya selalu berubah-ubah secara periodik.  Simbol tegangan bolak-balik adalah ~ dan dapat diukur dengan Osiloskop (mengukur tegangan maksimumnya). Dalam bentuk diagram, arus bolak-balik dinyatakan dengan grafik sinus (cosinus), karena perubahannya secara periodik seperti fungsi sinus/cosinus.

Generator AC Generator adalah alat yang dapat menimbulkan/menghasilkan sumber tegangan.  = 2f = frekuensi anguler f = frekuensi Arus Bolak-Balik (I) yang mengalir adalah :

Daya Rata-rata Daya yang dikirimkan ke resistansi R pada setiap saat adalah : Karena arus bernilai kuadrat, nilai dayanya selalu positif. Kuantitas sin2 t bervariasi antara 0 dan 1. Daya rata-ratanya adalah : atau

Arus dan Tegangan Rata-Rata Arus dan tegangan rata-ratanya dari listrik AC adalah : Nilai efektif (nilai rms) arus dan tegangan AC adalah :

Contoh Soal Hitung resistansi dan arus puncak dalam sebuah hair dyer 1000 W yang dihubungkan dengan tegangan 220 V. Apa yang terjadi jika alat tersebut dihubungkan ke tegangan 240 V? Jawab : Dari Hukum Ohm, resistansi alat adalah : sehingga

Reaktansi Induktif Reaktansi Induktif : Hambatan induktor pada rangkaian arus bolak-balik. XL = L = 2f.L Tegangan dan Arus pada Induktor : V = Vmax sin t I  = Imax sin(t-90°) Jadi beda fase dalam rangkaian induktif 90° (arus ketinggalan 90° dari tegangan)

Reaktansi Kapasitif Reaktansi Kapasitif : Hambatan kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik. XC = 1/(C) = 1/(2f.C) Tegangan dan Arus pada Kapasitor : V = Vmax sin t I  = Imax sin(t+90°) Jadi beda fase dalam rangkaian kapasitif adalah 90° (arus mendahului 90° dari tegangan)

Diagram Fasor Fasor adalah suatu metoda penggambaran tegangan dan arus pada suatu rangkaian AC secara vektor. I dan VR mempunyai beda fase nol sehingga vektornya digambarkan berhimpit.

Diagram Fasor I dan VL berbeda fase 90° sehingga vektor-vektor digambarkan tegak lurus (letak VL dan I tidak boleh dipertukarkan)  

Diagram Fasor I dan Vc berbeda 90° sehingga vektor-vektornya  (tidak bisa dipertukarkan).

Rangkaian Seri : R, L dan C Diagram fasor dari rangkaian seri R, L, C IMPEDANSI RANGKAIAN : Z = Ö[R² + (XL-XC)²] BEDA FASE RANGKAIAN : tg q = (XL - XC)/R TEGANGAN RANGKAIAN (penjumlahan vektor-vektor VL, Vc dan VR) : V = Ö[VR² + (VL - VC)²]

Kesimpulan Jika : XL > XC   maka tg  positif berarti tegangan mendahului arus (rangkaian bersifat induktif). XL < XC  maka tg  negatif berarti arus mendahului tegangan (rangkaian bersifat kapasitif). XL = XC  maka tg  = nol sehingga Z = R. Jadi di dalam rangkaian hanya ada hambatan R dan dikatakan pada rangkaian terjadi resonansi seri (rangkaian bersifat resistif). FREKUENSI RESONANSI :