ARUS DAN TEGANGAN BOLAK-BALIK

Presentasi berjudul: "ARUS DAN TEGANGAN BOLAK-BALIK"— Transcript presentasi:

1 ARUS DAN TEGANGAN BOLAK-BALIK
FISIKA SMK PERGURUAN CIKINI

2 Formulasi arus dan tegangan bolak-balik
Persamaan e and v di atas sesuai dengan persamaan simpangan pada gerak harmonik sederhanan, yaitu x = A sin wt. Berdasarkan hal tersebut, maka tegangan bolak-balik mempunyai frekuensi dan periode seperti halnya dengan gerak harmonik sederhana. Dalam hal ini frekuensi dan periode tegangan bolak-balik berhubungan dengan pengulangan keadaan maksimum dan minimum dari nilai tegnagan. Besaran frekuesi dan periode tegangan bolak-balik ini dapat ditentukan dengan persamaan berikut: and Hal.: 2 Isi dengan Judul Halaman Terkait

3 Formulasi arus dan tegangan bolak-balik
Sehingga persamaan tegangan bolak-balik dapat dinyatakan sebagai berikut: or Jika tegangan bolak-balik dipasang pada suatu rangkaian, maka arus yang mengalir pada rangkaian juga merupakan arus bolak-balik yang berubah terhadap waktu menurut fungsi sinus, sehingga arus bolak-balik dapat dinyatakan dengan persamaan: or Keterangan: T = periode (s) f = frekuensi (Hz) w = kecepatan sudut (rad/s) Hal.: 3 Isi dengan Judul Halaman Terkait

4 Nilai efektif tegangan dan arus bolak-balik
Nilai arus atau tegangan bolak-balik yang dianggap setara dengan arus atau tegangan searah disebut nilai efektif arus atau tegangan bolak-balik. and Keterangan: I = nilai efektif arus boalk-balik (A) Imax = arus maksimum (A) v = nilai efektif tegangan bolak-balik (volt) vmax = tegangan maksimum (volt) Nilai efektif arus dan tegangan bolak-balik dapat diukur dengan menggunakan alat seperti amperemeter AC, galvanometer AC (untuk arus) dan volmeter AC (untuk tegangan). Hal.: 4 Isi dengan Judul Halaman Terkait

5 FORMULASI ARUS DAN TEGANGAN BOLAK-BALIK
Contoh Sebuah volmeter AC dihubungkan ke sumber tegangan AC menunjukkan nilai 110 Volt, hitung: tegangan maksimum (vmax)? arus efektif yang mengalir melalui hambatan 50 W yang dihubungkan ke sumber tegangan?  50 W 110 V Hal.: 5 Isi dengan Judul Halaman Terkait

6 FORMULASI ARUS DAN TEGANGAN BOLAK-BALIK
Penyelesaian a. Vef = 110 volt R = 50 W Vmax = ….? Ief = …? Jadi, tegangan maksimumnya adalah b. Jadi, pada R = 50 W mengalir arus 2.2 A Hal.: 6 Isi dengan Judul Halaman Terkait

7 RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK
Rangkaian resistif Karena rangkaian resistif dianggap tidak mempunyai induktansi dan kapasitas, maka rangkaian resistif tidak tidak dipengaruhi oleh perubahan medan magnet disekitarnya. Berdasarkan hal tersebut, maka pada rangkaian resistif, arus dan tegangan bolak-balik mempunyai fase yang sama atau beda fasenya nol. Keadaan ini dapat digambarkan dengan grafik fungsi sudut fase dari arus dan tegangan seperti disamping.  R V V, I 180 360 540 720 wt Hal.: 7 Isi dengan Judul Halaman Terkait

8 RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK
Rangkaian induktif  L V Pada rangkaian induktif, arus listrikmempunyai fase yang berbeda dengan tegangan. Hal ini, tegangan V mendahului arus dengan beda fase sebesar p/2 atau 90o. Keadaan ini dapat digambarkan dengan grafik fungsi sudut fase arus dengan tegangan seperti disamping. Hal.: 8 Isi dengan Judul Halaman Terkait

9 RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK
Meskipun pada rangkaian induktif tidak terdapat resistor, tetapi pada rangkaian ini terdapat sebuah besaran yang mempunyai sifat yang sama dengan hambatan listrik, yaitu reaktansi induktif, yang besarnya dapat ditentukan sebagai berikut: Keterangan: XL = reaktansi induktif (W) f = frekuensi (Hz) w = kecepatan sudut (rad/s) L = induktansi induktor (H) Hal.: 9 Isi dengan Judul Halaman Terkait

10 RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK
Rangkaian kapasitif Sesuai dengan persamaan I dan V di atas, maka pada rangkaian kapasitif, arus listrik mempunyai beda fase sebesar p/2 dengan tegangan. Hal ini, arus I menda-hului tegangan V dengan beda fase p/2 atau 90o. Keadaan ini dapat digambarkan dengan grafik fungsi sudut fase dari arus dan tegangan seperti di samping.  C V Hal.: 10 Isi dengan Judul Halaman Terkait

11 RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK
Seperti juga pada rangkaian induktif, maka pada rangkaian kapasitif terdapat sebuah besaran reaktansi yang yang disebut reaktansi kapasitif dan besarnya dapat ditentukan sebagai berikut: Keterangan: XL = reaktansi kapasitif (W) f = frekuensi (Hz) w = kecepatan sudut (rad/s) C = kapasitas kapasitor (F) Hal.: 11 Isi dengan Judul Halaman Terkait

12 RANGKAIAN GABUNGAN SERI
Rangkaian R-L Jika gabungan seri antara resistor R dan induktor L dipasang pada sumber tegangan bolak-balik, maka tegangan induktor VL mendahului arus I dengan beda fase p/2 atau 90o, sedangkan tegangan resistor VR mempunyai fase yang sama dengan arus I. Keadaan ini dapat digambarkan dengan diagram fasor seperti di samping.  R L VR VL V VL VR V  I Keterangan: Z = impedansi (W) j = beda fase Hal.: 12 Isi dengan Judul Halaman Terkait

13 RANGKAIAN GABUNGAN SERI
Rangkaian R-C Jika gabungan seri antara resistor R dengan kapasitor C dipasang pada sumber tegangan bolak-balik, maka tegangan kapasitor VC tertinggal oleh arus I dengan beda fase 90o, sedangkan tegangan resistor VR mempunyai fase yang sama dengan arus I. Keadaan ini dapat dapat digambarkan dengan diagram fasor seperti di samping.  R C VR VC V Vc VR V  I Keterangan: Z = impedansi (W) j = beda fase Hal.: 13 Isi dengan Judul Halaman Terkait

14 RANGKAIAN GABUNGAN SERI
Rangkaian R-L-C Ketika gabungan seri antara resistor R, induktor L dan kapasitor C dihubungkan dengan sumber tegangan AC, maka tegangan resistor VR mempunyai fase yang sama dengan araus I, tegangan induktor VL mendahului arus I dengan beda fase 90o, dan tegangan kapasitor VC tertinggal oleh arus I dengan beda fase 90o. Keadaan ini dapat digambarkan dengan diagram fasor seperti berikut:  R L VR VL V C VC VL- VC VR V  I VC - VC VL Hal.: 14 Isi dengan Judul Halaman Terkait

15 Isi dengan Judul Halaman Terkait
RESONANSI Rangkaian R-L-C seri berada pada keadaan resonansi jika harga reaktansi induktif XL sama dengan harga reaktansi kapasitif XC, sehingga pada keadaan ini XL-XC = 0 atau rangkaian impedansi sama dengan hambatan (Z = R). Selain itu, pada keadaan resonansi berlaku I = V/R, hal ini karena Z = R. Keterangan: L = induksi induktor (H) C = kapasitas kapasitor (F) f = frekuensi (Hz) Hal.: 15 Isi dengan Judul Halaman Terkait