2. SUMBER AC
Ada berbagai kemungkinan
untuk sumber AC, termasuk
generator, dan osilator listrik.
Di rumah, setiap outlet listrik
berfungsi sebagai sumber AC.
frekuensi sudut,
tegangan AC adalah:
Sirkuit AC terdiri dari elemen
sirkuit dan sumber daya yang
menyediakan tegangan bolak-
balik ∆𝑉. Tegangan yang
bervariasi waktu ini
dijelaskan:
2
3. RESISTOR DALAM RANGKAIAN AC
Resistor pada dasarnya berperilaku dengan cara yang sama di
keduanya Sirkuit DC dan AC. Ini tidak akan terjadi pada kapasitor dan
induktor. Untuk menyederhanakan analisis kami tentang sirkuit yang
mengandung dua elemen atau lebih, kami menggunakan konstruksi grafis
yang disebut diagram fasor.
Fasor adalah vektor yang panjangnya sebanding dengan nilai
maksimum variabel yang diwakilinya ∆𝑣𝑚𝑎𝑥 untuk tegangan dan 𝐼𝑚𝑎𝑥
untuk saat ini dalam diskusi ini) dan yang berputar berlawanan arah jarum
jam pada kecepatan sudut yang sama dengan frekuensi sudut yang terkait
dengan variabel.
Si proyeksi fasor ke sumbu vertikal mewakili nilai sesaat dari kuantitas
yang diwakilinya. Jadi, untuk tegangan yang diberikan sinusoidal, arus
dalam resistor adalah selalu dalam fase dengan tegangan melintasi
resistor.
3
4. INDUKTOR DALAM RANGKAIAN AC
Secara umum, induktor dalam rangkaian AC menghasilkan arus yang berada di
luar fase dengan tegangan AC. untuk tegangan yang diberikan sinusoidal,
arus dalam induktor selalu tertinggal di belakang tegangan melintasi
induktor sebesar 90° (seperempat siklus dalam waktu).
Ini terlihat mirip dengan hubungan antara arus, tegangan, dan resistansi dalam
DC sirkuit, 𝐼 = ∆𝑣/𝑅, Oleh karena itu, 𝜔𝐿 memiliki unit yang sama dengan
resistansi dan terkait dengan arus dan tegangan dengan cara yang sama
seperti resistansi. Itu harus berperilaku dengan cara yang mirip dengan
perlawanan, dalam arti bahwa itu mewakili oposisi terhadap aliran muatan.
Maka kita dapat menulis persamaannya sebagai:
4
5. 5
Gambar ini menunjukkan pada bagian (a) Plot arus seketika ∆𝐶 dan tegangan
sesaat ∆𝑣𝑐 melintasi kapasitor sebagai fungsi waktu. Tegangan tertinggal di
belakang arus sebesar 90°. (b) Diagram fasor untuk rangkaian kapasitif,
menunjukkan bahwa arus memimpin tegangan sebesar 90°.
Kapasitor dalam AC
6. Seperti dalam kasus dengan
induktor, ini terlihat sepertiSeperti
dalam kasus dengan induktor, ini
terlihat seperti penyebut harus
memainkan peran resistensi,
dengan satuan ohm. Kami
memberikan kombinasi 1/ C
simbol XC, dan karena fungsi ini
bervariasi dengan frekuensi, kami
mendefinisikannya sebagai
reaktansi kapasitif:
Kapasitor dalam AC
Sehingga dapat ditulis
persamaan:
kita dapat mengekspresikan
tegangan seketika melintasi
kapasitor sebagai:
6
7. Sirkuit Seri RLC
7
Gambar tersebut menunjukkan (a) Diagram fasor untuk rangkaian RLC seri
yang ditunjukkan pada Gambar 33.13a. Fasor ∆VR berada dalam fase
dengan fasor saat ini Imax, fasor ∆VL memimpin Imax sebesar 90 °, dan
fasor ∆VC tertinggal Imax sebesar 90°. Tegangan total ∆Vmax membuat
sudut ф dengan Imax. (b) Versi sederhana dari diagram fasor yang
ditunjukkan pada bagian (a).
8. 8
Sirkuit Seri RLC
Penyebut fraksi memainkan peran resistensi dan disebut impedansi Z dari rangkaian
dapat dirumuskan sebagai berikut:
Sehingga dari fasor ini kita menemukan bahwa sudut fase - antara arus dan tegangan
adalah:
9. Daya dalam Sirkuit AC
9
Untuk menyatakan daya rata-rata dalam hal arus rms dan tegangan rms yang
ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:
Ketika arus mulai meningkat dalam satu arah dalam rangkaian AC, muatan
mulai menumpuk pada kapasitor, dan tegangan muncul di atasnya. Ketika tegangan
ini mencapai nilai maksimumnya, energi yang disimpan dalam kapasitor adalah
C(∆Vmax)2. Namun, penyimpanan energi ini hanya sesaat. Kapasitor diisi dan
dikosongkan dua kali selama setiap siklus: muatan dikirim ke kapasitor selama dua
perempat siklus dan dikembalikan ke sumber tegangan selama dua kuartal sisanya.
Oleh karena itu, daya rata-rata yang dipasok oleh sumber adalah nol. Dengan kata
lain, tidak ada kehilangan daya yang terjadi pada kapasitor di sirkuit AC.
10. RESONASI DALAM SIRKUIT AC
Rangkaian RLC seri dikatakan resonansi jika arusnya mencapai maksimum nilai.
Secara umum, arus rms dapat ditulis:
10
Sirkuit penerima radio adalah aplikasi penting dari sirkuit resonansi. Seseorang
menyetel radio ke stasiun tertentu (yang mentransmisikan gelombang elektromagnetik
atau sinyal frekuensi tertentu) dengan memvariasikan kapasitor, yang mengubah
resonansi frekuensi rangkaian penerima. Ketika frekuensi resonansi rangkaian cocok
dengan gelombang elektromagnetik yang masuk, arus di penerima sirkuit meningkat.
Sinyal ini disebabkan oleh gelombang yang masuk kemudian diperkuat dan
diumpankan ke seorang pembicara. Karena banyak sinyal sering hadir pada rentang
frekuensi, itu adalah penting untuk merancang sirkuit Q tinggi untuk menghilangkan
sinyal yang tidak diinginkan. Dengan cara ini, stasiun yang frekuensinya dekat tetapi
tidak sama dengan frekuensi resonansi memberikan sinyal pada penerima yang relatif
kecil terhadap sinyal yang cocok dengan frekuensi gema.
11. TRANSFORMATOR DAN DAYA PENULARAN
11
Gambar dibawah ini menunjukkan sebuah transformator ideal terdiri dari dua kumparan yang
dililitkan pada inti besi yang sama. Bergantian tegangan ∆𝑉1 diterapkan ke kumparan primer,
dan output tegangan ∆𝑉2 melintasi resistor dari resistensi R.
Dalam bentuknya yang paling sederhana, transformator AC terdiri dari dua gulungan kawat
yang dililitkan di sekitar inti besi Kumparan di sebelah kiri, yang terhubung ke input sumber
tegangan bolak-balik dan memiliki lilitan N1, disebut belitan primer (atau utama). Kumparan di
sebelah kanan, terdiri dari N2 lilitan dan terhubung ke resistor beban R, disebut gulungan
sekunder (atau sekunder). Tujuan dari inti besi adalah untuk meningkatkan fluks magnet
melalui koil dan untuk menyediakan media di mana hampir semua garis medan magnet
melalui satu kumparan melewati kumparan lainnya. Arus pusar kerugian dikurangi dengan
menggunakan inti yang dilaminasi.
12. PENYEARAH DAN FILTER
Proses konversi bolak-balik arus ke arus searah disebut penyearah, dan
perangkat pengubah disebut sebuah penyearah. Elemen terpenting dalam
rangkaian penyearah adalah dioda, elemen rangkaian yang menghantarkan
arus ke satu arah tetapi tidak ke arah lain. Kebanyakan dioda yang digunakan
dalam modern elektronik adalah perangkat semikonduktor.
Simbol rangkaian dioda adalah di mana panah menunjukkan arah
arus di dioda. Sebuah dioda memiliki rendah resistensi terhadap arus dalam
satu arah (arah panah) dan resistansi tinggi untuk arus dalam arah yang
berlawanan.
Karena dioda menghantarkan arus hanya dalam satu arah, arus bolak-
balik arus dalam resistor beban dikurangi menjadi bentuk yang ditunjukkan
oleh kurva padat pada Gambar 33.24b. Dioda menghantarkan arus hanya jika
sisi simbol yang mengandung panah memiliki potensi positif relatif terhadap
sisi lain. Dalam situasi ini, dioda bertindak sebagai penyearah setengah
gelombang karena arus hadir dalam rangkaian hanya selama setengah dari
setiap siklus.
12
13. PENYEARAH DAN FILTER
13
Gambar tersebut menunjukkan a) Penyearah setengah gelombang dengan
kapasitor filter opsional. (b) Arus terhadap waktu dalam resistor. Kurva
padat mewakili arus tanpa filter kapasitor, dan kurva putus-putus
adalah arus ketika rangkaian termasuk kapasitor. Jadi, ini adalah RC
filter lolos rendah. Rasio tegangan keluaran terhadap tegangan
masukan (lihat Soal 52), diplot sebagai: fungsi logaritma dari 𝜔
