√ Arus Bolak Balik : Resistor, Induktor, dan Kapasitor dalam Rangkaian AC

Diposting pada

Rangkaian Arus Bolak-Balik untuk Resistor Murni

Apabila sebuah resistor R dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik. Perhatikan gambar berikut ini.

Diagram fasor tegangan V dan arus i untuk rangkaian resistor murni akan tampak seperti gambar berikut.

  1. Rangkaian Arus Bolak-Balik untuk Induktor Murni

Sebuah induktor murni (kumparan) dengan induktansi diri L dilalui oleh arus

antara ujungnya sama dengan negatif GGL yang timbul dalam induktor tersebut. Ini dapat dijelaskan sebagai berikut.

  1. Rangkaian Arus Bolak-Balik untuk Kapasitor Murni

Kapasitor dengan kapasitas C dipasang pada rangkaian arus bolak-balik. Maka, beda potensial antara ujung-ujung kapasitornya Vab adalah:

XC memiliki satuan sesuai dengan satuan hambatan, sebab satuan ampere = volt/ohm. XC disebut reaktnasi kapasitif ialah hambatan yang ditimbulkan kapasitor yang dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik.

Rangkaian hanya mengandung C saja terjadi keterlambatan tegangan terhadap arus atau arus mendahului tegangan dengan beda fase sebesar

C Resistor dan Induktor Seri

  1. Beda Fase Rangkaian R-L Seri

jika pada rangkian arus bolak-balik terdapat R dan L yang dipasang secara seri. Maka, antara tegangan induktif berbeda fase 90o (mendahului) terhadap arus, sedangkan tegangan hambatan sefase dengan arusnya maka tegangan induktif XL mendahului VR dengan beda sudut fase 90o . Diagram fasor hubungan antara VR dan VL akan diperoleh rangkaian seperti gambar berikut ini. Apabila dibuatkan grafik tegangan total dan arus dalam sebuah grafik akan diperoleh grafik sebagai berikut.

  1. Hubungan Fasor Tegangan VS, VR, dan

VL adalah fasor tegangan ujung-ujung sumber atau tegangan jepit rangkaian. VR adalah fasor tegangan antara ujung-ujung hambatan R, sedangkan VLadalah fasor tegangan antara ujung-ujung induktor. dan satu sama lain saling tegak lurus karena beda fase 90o atau berbeda fase sperempat siklus. Perhatikan gambar diagram fasor berikut

Dari tegangan-tegangan ini yang dapat diukur dengan alat ukur voltmeter hanya tegangan efektif saja. Tegangan efektif dapat juga disebut tegangan terukur.

Resistor dan Kapasitor Seri

  1. Beda Fase Rangkaian R-C Seri

Hambatan R dan kapasitor dengan kapasitansi C yang dirangkaikan secara seri pada rangkaian arus bolak-balik akan menimbulkan beda fase antara tegangan hambatan (VR) terhadap tegangan kapasitif (VC) sebesar 90o . Ada beda fase tegangan kapasistif terhadap arus sebesar 90o sehingga akan terjadi pergeseran fase sebesar

antara tegangan total terhadap arus.

Apabila pada rangkaian hanya terdapat C saja. VC dan

Vab dalah nilai pada hambatan R ditambah dengan nilai tegangan pada kapasitor. Kemudian, apabila dibuat grafik tegangan Vab dan arus dalam sebuah grafik terhadap waktu akan diperoleh sebagai berikut.

  1. Impedansi Rangkaian

    R-C Seri

Rangkaian R-C seri kedua komponen ini dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik.Oleh karena antara VR terhadap VC memiliki beda fase 90o maka fasor VR dan VC satu sama lain akan saling tegak lurus. Demikian pula fasor

Z disebut impedansi dari rangkaian R-XC secara seri. Satuan impendasi adalah ohm.

  1. Hubungan Tegangan V, VR, dan VC

Dengan diagram vektor V dapat ditentukan karena VR dan VC salingtegak lurus.

VR = fasor tegangan antara ujung-ujung resistor

VC = fasor tegangan antara ujung-ujung kapasitor

Vr = fasor jumlah vektor antara dan

  1. Tegangan Rangkaian R-L-C Seri

Perhatikan gambar berikut! Suatu rangkaian terdiri dari hambatan, induktor, dan kapasitor yang disusun secara seri. Kemudian, rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik sehingga setiap komponen akan menunjukkan karakternya masing-masing.