Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Arus Bolak Balik

8,330 views

Published on

MATERI PRESENTASI FISIKA UNTUK ANAK SMA KELAS XII PADA SEMESTER GANJIL. SUDAH SAYA SUSUN DENGAN RINCI, MENARIK DAN DETAIL, SEHINGGA MEMUDAHKAN ANDA UNTUK MEMPELAJARINYA. Kunjungi saya di http://aguspurnomosite.blogspot.com

Published in: Education
  • Be the first to comment

Arus Bolak Balik

  1. 1. ARUS BOLAK BALIKDrs. Agus Purnomoaguspurnomosite.blogspot.com Adaptif
  2. 2. ARUS SEARAH > arahnya selalu sama setiap waktu>besar arus bisa berubah Adaptif
  3. 3. ARUS BOLAK BALIK Arah arus berubah secara bergantian Adaptif
  4. 4. ARUS BOLAK BALIKArus Bolak-Balik Sinusoidal Adaptif
  5. 5. Sudut Fase & Beda Fase Adaptif
  6. 6. Formulasi Arus dan Tegangan Bolak-Balik e  e max sin w t or v  v max sin w t 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: 2 w T  and f  w 2Hal.: 6 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  7. 7. Formulasi Arus dan Tegangan Bolak-Balik Sehingga persamaan tegangan bolak-balik dapat dinyatakan sebagai berikut: 2 v  v max sin 2  ft or v  v max sin t T 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: 2 I  I max sin w t I  I max sin 2  ft or I  I max sin t T Keterangan: T = periode (s) f = frekuensi (Hz) w = kecepatan sudut (rad/s)Hal.: 7 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  8. 8. 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. v max I max v ef   0 , 707 v max and I ef   0 , 707 I max 2 2 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). Adaptif
  9. 9. FORMULASI ARUS DAN TEGANGAN BOLAK-BALIK Contoh Sebuah volmeter AC dihubungkan ke sumber tegangan AC menunjukkan nilai 110 Volt, hitung: a. tegangan maksimum (vmax)? b. arus efektif yang mengalir melalui hambatan 50 W yang dihubungkan ke sumber tegangan? 50 W 110 V Hal.: 9 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  10. 10. FORMULASI ARUS DAN TEGANGAN BOLAK-BALIK Penyelesaian a. Vef = 110 volt V max  V ef 2  (110 volt )( 2) R = 50 W  110 2 volt a. Vmax = ….? b. Ief = …? Jadi, tegangan maksimumnya adalah b. 110 2 volt V ef 110 volt I ef    2 .2 A R 50 W Jadi, pada R = 50 W mengalir arus 2.2 AHal.: 10 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  11. 11. RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK Rangkaian resistif R Karena rangkaian resistif dianggap tidak mempunyai induktansi dan kapasitas, maka V rangkaian resistif tidak tidak dipengaruhi oleh perubahan  medan magnet disekitarnya. Berdasarkan hal tersebut, maka V, I pada rangkaian resistif, arus dan tegangan bolak-balik mempunyai fase yang sama atau beda fasenya nol. Keadaan ini dapat 0 180 360 540 720 wt digambarkan dengan grafik fungsi sudut fase dari arus dan tegangan seperti disamping.Hal.: 11 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  12. 12. RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK Rangkaian induktif L Pada rangkaian induktif, arus listrikmempunyai fase yang berbeda dengan tegangan. Hal V ini, tegangan V mendahului arus  dengan beda fase sebesar /2 atau 90o. Keadaan ini dapat digambarkan dengan grafik fungsi sudut fase arus dengan tegangan seperti disamping. v  v max sin( w t   2 ) I  I max sin w tHal.: 12 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  13. 13. 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: V max V ef XL    w L  2 fL I max I ef Keterangan: XL = reaktansi induktif (W) f = frekuensi (Hz) w = kecepatan sudut (rad/s) L = induktansi induktor (H)Hal.: 13 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  14. 14. RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK Rangkaian kapasitif Sesuai dengan persamaan I dan V C di atas, maka pada rangkaian kapasitif, arus listrik mempunyai beda fase sebesar /2 dengan V tegangan. Hal ini, arus I menda-  hului tegangan V dengan beda fase /2 atau 90o. Keadaan ini dapat digambarkan dengan grafik fungsi sudut fase dari arus dan tegangan seperti di samping. I  I max sin( w t   2 ) v  v max sin w tHal.: 14 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  15. 15. 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: V max V ef 1 1 XC     I max I ef wC 2 fC Keterangan: XL = reaktansi kapasitif (W) f = frekuensi (Hz) w = kecepatan sudut (rad/s) C = kapasitas kapasitor (F)Hal.: 15 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  16. 16. RANGKAIAN GABUNGAN SERI Rangkaian R-L seri Jika gabungan seri antara resistor R dan VR VL induktor L dipasang pada sumber tegangan R L bolak-balik, maka tegangan induktor VL mendahului arus I dengan beda fase /2 V atau 90o, sedangkan tegangan resistor VR mempunyai fase yang sama dengan arus I.  Keadaan ini dapat digambarkan dengan diagram fasor seperti di samping. 2 V  I R  XL 2 VL V V  I .Z Keterangan:  Z = impedansi (W) X VR I   L  = beda fase RHal.: 16 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  17. 17. RANGKAIAN GABUNGAN SERI Rangkaian R-C seri VR VC Jika gabungan seri antara resistor R dengan kapasitor C dipasang pada R C sumber tegangan bolak-balik, maka tegangan kapasitor VC tertinggal oleh V arus I dengan beda fase 90o, sedangkan tegangan resistor VR mempunyai fase  yang sama dengan arus I. Keadaan ini dapat dapat digambarkan dengan VR I diagram fasor seperti di samping.  2 V  I R  XC 2 VVc V  I .Z Keterangan: XC Z = impedansi (W)    = beda fase RHal.: 17 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  18. 18. RANGKAIAN GABUNGAN SERI Rangkaian R-L-C seri 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: VR VL VC V  I R  (X L  XC ) 2 2 - VC VL R L C V V  I .Z V VL- VC XC     R VR I VCHal.: 18 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  19. 19. RESONANSIRangkaian R-L-C seri berada pada keadaan resonansijika harga reaktansi induktif XL sama dengan hargareaktansi kapasitif XC, sehingga pada keadaan ini XL-XC =0 atau rangkaian impedansi sama dengan hambatan (Z =R). Selain itu, pada keadaan X  XC L resonansi berlaku I = V/R, hal ini 1 karena Z = R. 2 f L  2 f C Keterangan: 1 L = induksi induktor (H) fO  C = kapasitas kapasitor (F) 2 LC f = frekuensi (Hz)Hal.: 19 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  20. 20. DAYA PADA RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK Pada rangkaian arus bolak-balik, dayanya dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut: 2 P  I ef R  I ef V R dimana P = daya (watt) Ief = nilai efektif arus bolak-balik (A) R = hambatan (W) VR = tegangan pada hambatan (volt)Hal.: 20 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  21. 21. ARUS BOLAK BALIK Contoh Lihatlah gambar rangkaian R-L-C seri berikut ini: R L C  Jika hambatan R = 40 W, induktansi L = 8 H dan kapasitansi C = 8 mF dipasang pada sumber tegangan yang mempunyai tegangan efectif 110 volt dan laju sudut 375 rad/s, maka hitung: 1. arus efektif pada rangkaian? 2. daya pada rangkaian?Hal.: 21 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  22. 22. ARUS BOLAK BALIK Penyelesaian a. arus efektif (Ief) R = 40 W X L  w L  ( 375 rad s )( 0 ,8 H )  300 W V ef 1 XC   6  300 W wC ( 375 rad s )( 8  10 F) Then, V ef 110 volt I ef   ( 40 W )  ( 300 W  330 W ) 2 2 Z Jadi, arus efektif 110 volt pada rangkaian   2,2 A adalah 2,2 A 50 WHal.: 22 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  23. 23. ARUS BOLAK BALIK b. Daya (P) P  V I cos   V ef I ef cos  R  V ef I ef Z 40 W  (110 volt )( 2 . 2 A ) 30 W Jadi, daya pada rangkaian adalah  193 . 6 watt 193,6 wattHal.: 23 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  24. 24. LATIHAN ARUS BOLAK BALIK 1. Sebuah kumparan mempunyai induktansi 0,04 H, tentukan: a. reaktansi induktifnya jika dihubungkan dengan tegangan AC yang mempunyai frekuensi anguler 10 rad/s? b. kuat arus maksimum jika tegangannya 20 volt?2. Sebuah kapasitor mempunyai kapasitansi 12,5 mF disusun seri dengan hambatan 60 W kemudian dihubungkan dengan tegangan AC 120 volt. Jika frekuensi angulernya 1000 rad/s, hitunglah kuat Arus dan beda fase antara V dan I pada rangkaian tersebut?Hal.: 24 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  25. 25. LATIHAN ARUS BOLAK BALIK C = 5 mF dihubungkan dengan sumber tegangan AC yang mempunyai frekuensi anguler 1000 rad/s. Hitunglah: a. impedansi rangkaian? b. induktansi diri jika terjadi resonansi? c. beda fase antara V dan I? 4. Lihatlah pada gambar rangkaian berikut ini! Hitunglah: R=400W L=0.5 H C=5 mF a. arus efektif pada rangkaian? b. daya pada rangkaian? V = 100 sin(1000t) volt c. faktor daya? Hal.: 25 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif
  26. 26. aguspurnomosite.blogspot.comHal.: 26 Isi dengan Judul Halaman Terkait Adaptif

×