RANGKAIAN ARUS AC

 

Assalamualaikum warahmatullahi wabaraktuh kali ini saya akan menjelaskan mengenai rangkaian arus AC. Rangkaian arus AC disebut juga dengan rangkaian arus bolak balik . semoga kalian dapat mengerti dan memahami rankaian AC.

RANGKAIAN AC (ARUS BOLAK BALIK)

Rangkaian AC merupakan rangkaian listrik yang mengalirkan arus bolak balik. Arus bolak balik yaitu arus yang besarnya berubah terhadap waktu. Hal ini terjadi karena pada arus bolak balik, tegangan pada arus bolak balik juga berubah terhadap waktu. Arus bolak balik pada rangakaian AC dapat digambarkan dalam bentuk grafik sinusoidal. 

Gambar 1  grafik sinusoidal pada rangakian AC besar tegangan berubah terhadap waktu 

Pada rangkaian AC, rangkaian ini terdiri atas sumber tegangan AC dan beban yang disebut dengan impedansi yang disimbolkan dengan huruf Z. Sumber tegangan AC biasanya dihasilkan oleh generator AC atau dari sumber listrik yang lebih besar seperti listrik PLN. Sedangkan impedansi merupakan beban yang terdiri dari hambatan R, induktor L, dan kapasitor C. Untuk mengetahui besarnya tegangan dan arus AC dapat diukur menggunakan multitester atau multimeter. Untuk melihat bentuk grafik pada arus AC digunakan osiloskop.

Pada arus AC ada yang dinamakan arus efektif dan tegangan efektif. Arus efektif dapat dirumuskan sebagai berikut :

Imaks = Ief √2

sementara tegangan efektif dirumuskan sebagai berikut :

Ief = Imaks /√2

Pada rangkaian ini, ada disebut rangakian resistif, induktif, dan kapasitif. Rangkaian resistif merupakan rangkaian AC yang hanya terdiri dari satu hambatan.

Rangkaian resistif, antara arus dan tegangan berjalan secara sefase yaitu dimana antara tegangan dan arus tidak terjadi perbedaan fase dan menempuh pada selang waktu yang sama. Rangkaian resistif dapat digambarkan dalam bentuk diagram fasor. diagram fasor adalah diagram yang ditunjukkan secara vektor.

Diagram fasor rangkaian resistif

Dengan menggunakan hukum Ohm, kita dapat merumuskan kuat arus pada rangkaian resistif yaitu sebagai berikut:

maka I= I_max sin ωt

Rangkaian induktif  merupakan rangkaian yang terdiri dari induktor dan sumber tegangan bolak balik. hubungan dan tegangan bolak balik pada rangkaian ini yaitu tegangan mendahului arus dengan beda fase sebesar 90 derajat. Hambatan atau reaktansi induktif bergantung pada frekuensi sudut arus dan induktansi diri induktor atau dapat dirumuskan sebagai 

 

Tampak dari grafik tersebut, tegangan mendahului arus dengan besar fase sebesar 90 derajat. pada sebesar 0, arus dimulai pada saat sudut fase nya terlambat 90 derajat dari tegangan. Tegangan  dan arus rangkaian induktif dapat dirumuskan sebagai berikut.

IL = Imax sin(ωt-90°)

Pada rangkaian kapasitif, arus mendahului tegangan sebesar 90 derajat. pada saat tegangan sebesar 0 maka puncak arus berada pada titik maksimumnya. rangkaian kapasitif terdiri dari kapasitor yang dihubungkan dengan sumber tegangan bolak balik. Reaktansi dari rangkaian kapasitif dapat dirumuskan sebagai berikut. 

 Xc = 1/2πfC

Dimana :

Xc = Reaktansi Kapasitif (dalam satuan Ohm)

π (pi) = 3,142 (desimal) atau 22÷7 (fraksi)

f = Frekuensi (dalam satuan Hertz)

C = Kapasitansi Kapasitor (dalam satuan Farad)

Tegangan dan arus pada rangkaian kapasitif

Sedangkan tegangan dari rangakaian kapasitif dapat dirumuskan sebagai berikut

$$\underset{V_L}{V_m}\underset{=X_{C}I}{\overset{V=V_{m}sin(\omega t-\frac{\pi }{2})}{=X_C{I}_m}}$$

Rangkaian RLC

Rangkaian RLC

Rangkaian RLC merupakan rangkaian yang terdiri atas hambatan, induktor, dan kapasitor yang disusun dan dihubungkan dengan tegangan AC. gabungan 3 komponen tersebut dinamakan impedansi yang disimbolkan dengan huruf Z. Besarnya impedansi dari rangkaian tersebut adalah 

Dengan adanya 3 komponen tersebut, membuat fase tegangan yang melalui komponen tersebut berbeda. besarnya bedafase tegangan dari ketiga komponen tersebut adalah;

Besarnya tegangan efektif dari rangkaian RLC, dapat dinyatakan sebagai berikut.

Demikian penjelasan saya mengenai rangkaian arus AC semoga bermanfaat.