Rangkaian AC

1. TEGANGAN ARUS
BOLAK-BALIK
LILIK KRISTIANI, S.Pd
GURU FISIKA
SMAN 1 JEMBER
KLIK

2. KOMPETENSI DASAR
Kompetensi
Dasar
Ketrampilan
4.5
Mempresentasi-kan prinsip kerja
penerapan rangkaian arus bolak-balik
(AC) dalam kehidupan sehari-hari
Kompensi
Dasar
Pengetahuan
3.5
Menganalisis rangkaian arus bolak-balik
(AC) serta penerapannya
KLIK

3. FASOR BENTUK DAN PENGUKURAN
ARUS DAN TEGANGAN BOLAK-BALIK
1
RANGKAIAN
L
RANGKAIAN ARUS DAN TEGANGAN
BOLAK-BALIK
2
SIFAT RLC RANGKAIAN SERI RLC
3
CONTOH
SOAL
DAYA PADA RANGKAIAN
ARUS BOLAK-BALIK
4

4. BENTUK DAN PENGUKURAN
ARUS DAN TEGANGAN BOLAK-BALIK
Sumber tegangannya. Arus searah(DC) dihasilkan oleh baterei atau aki.
Kalau arus bolak-balik(AC) dihasilkan oleh generator.
Apa bedanya arus searah dan arus bolak-balik?
Bedanya ya arah arusnya, listrik arus searah arah arusnya dari kutub positif ke kutub negatif.
Kalau arus bolak-balik arah arusnya berubah-ubah (secara periodik).
Ini apa artinya?
Generator adalah alat yang memproduksi energi listrik
dari energi mekanik.
GGL yang dihasilkan oleh generator,
ε= NBAω.sin ω.t = ggl sesaat
ε = εm.sin ω.t
εm = NBAω.= GGL maksimum
Grafik hubungan antara ε terhadap t atau ω.t
Ggl yang dihasilkan generator merupakan fungsi sinus dari t.
Apa bedanya yang lain?
Artinya besar tegangan dan arah arus berubah-ubah setiap saat.
Lihat !
Simbol
DC
AC
KLIK

5. Grafik sinus ini menggambarkan persamaan ε = εm.sin ω.t
ε
εm
εm
t
ω.t
0 ½ T
2π
π
T 2T
Bentuk grafik ggl ini dapat diamati pada alat yang dinamakan osiloskop
Grafik hubungan antara ε terhadap t atau ω.t
ε = Ggl atau tegangan sesaat, satuan volt
εm = Ggl atau tegangan maksimum, satuan volt
ω = 2π.f = frekuensi sudut, satuan radian/sekon(rad/s)
f = frekuensi sumber tegangan, satuan hertz(Hz)
t = waktu, satuan sekon, T = pereode, satuan sekon
Kalau tegangan PLN 220 V itu tegangan apa? Frekuensinya berapa ya?
Tegangan 220 volt seperti listrik ac di rumah itu disebut tegangan efektif.
Frekuensinya antara 50 – 60 Hz
Osiloskop itu fungsinya apa?
Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi menampilkan
bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari, seperti
ampiltudo(tegangan) dan frekuensi.
Dari osiloskop seperti grafik, bisa mengetahui besar tegangan
maksimum dan peroide(frekuensi) gelombang.
Tegangan maksimum= Vm = ½ Vpp.
Vpp = V peak to peak =
Tegangan puncak ke puncak
VOLT/DIV = 2 V/Div TIME/DIV = 5 ms/Div
Vm = 2 cm x 2 V/cm = 4 Volt
T = 4 cm x 5 ms/cm = 20 ms = 20x10-3 s Frekuensi = f =
1
T
=
1
2.10−2 = 50 𝐻𝑧
Lanjut
Sebelumnya
CONTOH SOAL

6. Tegangan Maksimum
dan Tegangan Efektif
Yang dimaksud dengan nilai efektif arus dan tegangan bolak balik yaitu nilai arus dan tegangan bolak-
balik yang setara dengan arus searah yang dalam waktu yang sama jika mengalir dalam hambatan yang
sama akan menghasilkan kalor yang sama.
Bagaimana hubungan antara nilai maksimum dan nilai efektif?
Nilai tegangan efektif dapat diukur dengan voltmeter AC
Nilai efektif tegangan = nilai akar rata-rata kuadrat tegangan maksimum
Nilai tegangan maksimum dapat diukur dengan osiloskop
𝐕𝒆𝒇
𝟐
=
𝟎 + 𝐕𝒎
𝟐
𝟐
𝐕𝒆𝒇 =
𝑽𝒎
𝟐
𝟐
=
𝐕𝒎
𝟐
𝐈𝐞𝐟 =
𝐈𝐦
𝟐
𝐕𝐞𝐟 =
𝐕𝐦
𝟐
Tegangan efektif
Kuat arus efektif
Tegangan maksimum: Vm = V𝑒𝑓 2
Kuat arus maksimum: Im = I𝑒𝑓 2
Contoh:
Tentukan persamaan tegangan PLN yang tegangan efektifnya 220 volt dan frekuensinya 50 Hz!
Jawab:
Tegangan efektifnya Vef = 220 volt, f = 50 Hz
Vm = V𝑒𝑓 2 = Vm = 220 2 volt
ω = 2π.f = 2π.50 = 100π rad/s
Persamaan tegangan V = Vm.sin ω.t
V = 220 2 sin 100 π.t volt
Lanjut
Sebelumnya CONTOH SOAL (d,e)
V
Vm
Vm
0 2π
π

7. Diagram Fasor
Diagram fasor adalah sebuah gambar anak panah yang digunakan untuk menyatakan
tegangan bolak-balik (V) dan kuat arus bolak-balik (I)
Diagram fasor digunakan untuk menganalisis tegangan atau arus bolak-balik pada suatu
rangkaian.
Fasor = Phasor = Phase Vector, atau vektor
fase V
Vm
Vm
t
ω.t
0
2π
π
2T
θ = ω.t
V
Vm
Vm
t
ω.t
0
2π
π
2T
θ
V
Vm
V = Vm.sin ω.t
Vm
V
θ
V = tegangan saat t
Vm = tegangan maksimum
= jari-jari fasor
θ = ω.t = sudut fasor
V = Vm.sin ω.t
Lanjut
Sebelumnya

8. RANGKAIAN TEGANGAN
DAN ARUS BOLAK-BALIK
Rangkaian Arus Bolak-balik dengan Hambatan R
R
V
V = Vm.sin ω.t
Tegangan sumber
Tegangan sumber = Tegangan pada R
Bagaimana kuat arus yang mengalir pada R?
Berdasarkan hukum Ohm
𝐈 =
𝑽
𝑹
maka: 𝐈 =
𝑽𝐦 𝒔𝒊𝒏ωt
𝑹
I = Im.sin ωt
Dengan 𝐈𝒎 =
𝑽𝐦
𝑹
= 𝒌𝒖𝒂𝒕 𝒂𝒓𝒖𝒔 𝒎𝒂𝒌𝒔𝒊𝒎𝒖𝒎
Bagaimana grafik dan diagram fasor V dan I?
V
Vm
Vm
t
ω.t
0
2π
π
2T
Im
Vm
Im
Vm
Im
Grafik V/I terhadap t
Diagram fasor V dan I
Dari grafik dan diagram fasor menunjukkan bahwa tegangan V
dan kuat arus I sefase, artinya V dan I mencapai nilai maksimum
pada saat yang sama
I = Im.sin ω.t
V = Vm.sin ω.t
Jadi kuat Arus pada R mengikuti persamaan:
KLIK
Lanjut
Sebelumnya

9. RANGKAIAN TEGANGAN
DAN ARUS BOLAK-BALIK
Rangkaian Arus Bolak-balik dengan Kumparan L
I = Im.sin ω.t
Kuat arus sumber
Kumparan yang dialiri arus bolak-balik
yang besar dan arahnya berubah-ubah
menghasilkan ggl induksi diri ε
Pada kumparan ε = −𝑳
𝒅𝑰
𝒅𝒕
XL besaran ini disebut reaktansi induktif, satuan ohm(Ω)
I = Im.sin ω.t
Bagaimana grafik dan diagram fasor V dan I?
V
Vm
Vm
t
ω.t
0
2π
π
2T
Im
Grafik V/I terhadap t
Diagram fasor V dan I
Dari grafik dan diagram fasor menunjukkan bahwa tegangan V
mendahului kuat arus I sebesar ½ π radian atau 90o, atau kuat
arus I tertinggal dari V sebesar ½ π radian atau 90o.
L
V
ε = −𝐕
V = 𝑳
𝒅Im.sin ω.t
𝒅𝒕
= ω 𝑳. Im.cos ω.t
Persamaan ini V= ω𝐋.Im.cos ω.t = Vm .cos ω.t
ω𝐋 =
𝐕𝐦
𝐈𝐦
= XL
V = Vm.cos ω.t = Vm.sin(ω.t + ½ π)
Persamaan kuat arus I dan tegangan V
I = Im.sin ω.t
V = Vm.sin (ω.t + ½ π)
Vm
Im
V mendahului I
Vm
Im
I tertinggal dari V
ω = 2 πf = frekuensi sudut, satuan rad/s
L = induktansi kumparan, satuan henry(H)
KLIK
Lanjut
Sebelumnya
Jika kumparan L dialiri arus
searah, gimana sifatnya?
kumparan yang dialiri arus
searah menjadi magnet
kumparan yang dialiri arus
bolak-balik bersifat hambatan
CONTOH SOAL (f)

10. RANGKAIAN TEGANGAN
DAN ARUS BOLAK-BALIK
Rangkaian Arus Bolak-balik dengan Kapasitor C
I =
𝑸
𝒕
Definisi Kuat arus
Kuat arus = besar muatan yang mengalir tiap detik
Pada kapasitor dengan perubahan muatan
tiap detik dituliskan secara deferensial
I =
𝒅𝒒
𝒅𝒕
=
𝒅𝑪𝑽
𝒅𝒕
XC besaran ini disebut reaktansi kapasitif, satuan ohm(Ω)
V = Vm.sin ω.t
Bagaimana grafik dan diagram fasor V dan I?
V
Vm
Vm
t
ω.t
0
2π
π
2T
Im
Grafik V/I terhadap t
Diagram fasor V dan I
Dari grafik dan diagram fasor menunjukkan bahwa tegangan V
tertinggal dari kuat arus I sebesar ½ π radian atau 90o, atau
kuat arus I mendahului V sebesar ½ π radian atau 90o.
𝟏
ω.𝐶
=
𝐕𝐦
𝐈𝐦
= XC
I = Im.cos ω.t = Im.sin(ω.t + ½ π)
Persamaan tegangan V dan kuat arus I
I = Im.sin ω.t
V = Vm.sin (ω.t – ½ π)
Vm
Im
V tertinggal dari I
Vm
Im
I mendahului V
C
V
ε = −𝐕
Tegangan sumber V = Vm.sin ω.t
I =
𝒅𝒒
𝒅𝒕
=
𝒅𝑪𝑽
𝒅𝒕
=
𝒅𝑪Vm.sin ω.t
𝒅𝒕
I = ω.𝐶. Vm.cos ω.t = Im.cos ω.t
atau I = Im.sinω.t V = Vm.sin (ω.t – ½ π)
ω = 2 πf = frekuensi sudut, satuan rad/s
𝐶 = kapasitas kapasitor, satuan farad(F)
KLIK
Lanjut
Sebelumnya
Jika kapasitor C dialiri arus
searah, gimana sifatnya?
kapasitor yang
dialiri arus searah
menyimpan
muatan
kapasitor yang dialiri arus
bolak-balik bersifat hambatan
CONTOH SOAL (g)

11. RANGKAIAN RLC
Bagaimana Hambatan totalnya?
Rangkaian seri R dan L
R
V
Tegangan pada L: VL = Vm.sin(ωt + ½ π)
Tegangan pada R: VR = Vm.sin ω.t
Untuk mengetahui tegangan total dengan analisa diagram fasor
L
Seperti pada arus searah, pada
rangkaian seri kuat arus sama
I = Im.sin ω.t
Bagaimana tegangan V total?
VL
VR
V
Tegangan total = penjumlahan fasor(vektor)
V2 = 𝐕𝐑
𝟐
+ 𝐕𝐋
𝟐
V = 𝑽𝑹
𝟐
+ 𝑽𝑳
𝟐
Besar tegangan total
Arah tegangan total θ
θ
tg 𝜃 =
VL
VR
Persamaan tegangan total V = Vm.sin(ωt + 𝜃 )
V
Vm
Vm
t
ω.t
0
2π
π
2T
Im
Grafik V/I terhadap t
I = Im.sin ω.t
V = Vm.sin (ω.t + 𝜃)
𝜃
Dari grafik dan diagram fasor menunjukkan bahwa tegangan V
mendahului kuat arus I sebesar 𝜽 radian
Bagaimana Sifat Rangkaian Seri Arus Bolak-balik?
Seperti pada arus searah, pada rangkaian seri kuat arus sama
VR = I. R
VL = I. XL
V = I. Z
V2 = 𝐕𝐑
𝟐
+ 𝐕𝐋
𝟐
(I.Z)2 = (𝐈. 𝑹)𝟐 + (𝐈. 𝑿𝐋)2
Z = 𝑹𝟐 + 𝑿𝑳
𝟐
Z = impedansi rangkaian, satuan ohm(Ω)
XL
R
Z
θ
KLIK
Lanjut
Sebelumnya
tg 𝜃 =
XL
𝑅
𝜃 =sudut fase antara V dan I
CONTOH SOAL

12. RANGKAIAN RLC
Bagaimana Sifat Rangkaian Seri Arus Bolak-balik?
Rangkaian seri R dan C
Tegangan pada C: VC = Vm.sin(ωt – ½ π)
Tegangan pada R: VR = Vm.sin ω.t
Untuk mengetahui tegangan total dengan analisa diagram fasor
Seperti pada arus searah, pada
rangkaian seri kuat arus sama
I = Im.sin ω.t
Bagaimana tegangan V total?
Tegangan total = penjumlahan fasor(vektor)
V2 = 𝐕𝐑
𝟐
+ 𝐕𝑪
𝟐
V = 𝑽𝑹
𝟐
+ 𝑽𝑪
𝟐
Besar tegangan total
Arah tegangan total θ
VC
VR
V
θ
tg 𝜃 =
− V𝐶
VR
Persamaan tegangan total V = Vm.sin(ωt – 𝜃 )
R
V
C
Bagaimana Hambatan totalnya?
V
Vm
Vm
t
ω.t
0
2π
π
2T
Im
Grafik V/I terhadap t
I = Im.sin ω.t
V = Vm.sin (ω.t – 𝜃)
𝜃
Dari grafik dan diagram fasor menunjukkan bahwa tegangan V
tertinggal dari kuat arus I sebesar 𝜽 radian
VR = I. R
VC = I. XC
V = I. Z
V2 = 𝐕𝐑
𝟐
+ 𝐕𝑪
𝟐
(I.Z)2 = (𝐈. 𝑹)𝟐 + (𝐈. 𝑿𝑪)2
Z = 𝑹𝟐 + 𝑿𝑪
𝟐
Z = impedansi rangkaian, satuan ohm(Ω)
XC
R
Z
θ
KLIK
Lanjut
Sebelumnya
tg 𝜃 =
X𝐶
𝑅
𝜃 =sudut fase antara V dan I

13. RANGKAIAN RLC
Bagaimana Hambatan totalnya?
Rangkaian seri R, L dan C
Tegangan pada L: VL = Vm.sin(ωt + ½ π)
Tegangan pada R: VR = Vm.sin ω.t
Untuk mengetahui tegangan total dengan analisa diagram fasor
Seperti pada arus searah, pada
rangkaian seri kuat arus sama
I = Im.sin ω.t
Bagaimana tegangan V total?
VL
VR
V
Tegangan total = penjumlahan fasor(vektor)
V2 = VR
2
+ (VL−V𝐶)2
V = 𝐕𝐑
𝟐
+ (𝑽𝑳−𝑽𝑪)𝟐
Besar tegangan total
Arah tegangan total θ
θ
tg 𝜃 =
VL−V𝐶
VR
Persamaan tegangan total V = Vm.sin(ωt + 𝜃 )
V
Vm
Vm
t
ω.t
0
2π
π
2T
Im
I = Im.sin ω.t
V = Vm.sin (ω.t + 𝜃)
𝜃
Dari grafik dan diagram fasor menunjukkan bahwa
tegangan V mendahului kuat arus I sebesar 𝜃 radian
Bagaimana Sifat Rangkaian Seri Arus Bolak-balik?
Seperti pada arus searah, pada rangkaian seri kuat arus sama
VR = I. R
VL = I. XL
V = I. Z
V2 = VR
2
+(VL−V𝐶)2
(I.Z)2 = (I. 𝑅)2 + 𝐼2(𝑋L − 𝑋𝐶)2
Z = 𝑹𝟐 + (𝑋L−𝑋𝐶)2
Z = impedansi rangkaian, satuan ohm(Ω)
R
V
L C
Tegangan pada C: VC = Vm.sin(ωt – ½ π)
𝑉𝐿 − 𝑉𝐶
VC
VC = I. XC
XL
R
Z
θ
𝑋𝐿 − 𝑋𝐶
XC
Grafik V/I terhadap t
KLIK
Lanjut
Sebelumnya
tg 𝜃 =
𝑋L−𝑋𝐶
𝑅
Z = impedansi
CONTOH SOAL

14. SIFAT RANGKAIAN RLC
Z = 𝑹𝟐 + (𝑋L−𝑋𝐶)2
R
V
L C
Bagaimana Sifat Rangkaian Seri Arus Bolak-balik?
Dari rumus impedansi
(hambatan total)
Ada tiga kemungkinan
keadaan (𝑋L−𝑋𝐶)
1.Jika 𝑋L > 𝑋𝐶 maka sudut fasor 𝜃 > 0,
artinya rangkaian bersifat induktif
2. Jika 𝑋L < 𝑋𝐶 maka sudut fasor 𝜃 < 0,
artinya rangkaian bersifat kapasitif
XL
R
Z
θ
XC
𝑋L − 𝑋𝐶
XL
R
Z
θ
XC
𝑋L − 𝑋𝐶
θ
I
V
θ
I
V
XL
R
Z
XC
3. Jika 𝑋L = 𝑋𝐶 maka sudut fasor 𝜃 = 0,
artinya rangkaian bersifat resistif atau resonansi
(Tegangan V sefase dengan kuat arus I)
Impedansi Z = R = minimum
Z = 𝐑𝟐 = R
Kuat arus I =
𝑉
𝑅
= maksimum
𝑋L = 𝑋𝐶 ωL =
1
ω.𝐶
ω2 =
1
L𝐶 fr =
𝟏
𝟐𝝅
𝟏
𝑳𝑪
𝑓r =frekuensi resonansi
(Tegangan V mendahului kuat arus I) (Tegangan V tertinggal dari kuat arus I)
KLIK
Lanjut
Sebelumnya
Apa itu?
CONTOH SOAL
Resonansi pada radio/hp mejadikan tersambung
dengan pemancar/penelpun jika frekuensi sama
Frekuensi sudut: ω = 2π.f

15. DAYA PADA RANGKAIAN
BOLAK-BALIK
Pada rangkaian yang hanya ada R, daya pada R : P = I2.R
Pada rangkaian RLC, daya pada rangkaian : P= I2.Z
P = I2. 𝑹𝟐 + (𝑋L−𝑋𝐶)2
Dengan I = kuat arus efektif, tapi ternyata daya ini tidak sesuai
dengan kenyataan.
= daya semu
P = I2.Z
Karena
Sedangkan P = I2.R = daya sesungguhnya
Faktor Daya =
𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑠𝑒𝑠𝑢𝑛𝑔𝑔𝑢ℎ𝑛𝑦𝑎
𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑠𝑒𝑚𝑢
=
𝐼𝑒𝑓
2
𝑅
𝐼𝑒𝑓
2 𝑍
=
𝑹
𝒁
= 𝒄𝒐𝒔𝝋
Pada rangkaian RLC , daya sesungguhnya
R L C
P = I2.Z cosφ
I =
𝐕
𝒁
Karena P = V. I cosφ
maka
V = Vef =tegangan efektif
I = Ief = kuat arus efektif
Pada rangkaian RLC , daya sesungguhnya P = I2.R
Kenapa demikian?
Pada rangkaian RLC , komponen yang menggunakan
energi tiap satuan waktu atau daya listrik hanya
hambatan R saja, tidak ada daya rata-rata yang hilang
pada kapasitor C dan inductor/kumparan L.
Pada kapasitor C setengah periode terjadi pengosongan
setegah periode terjadi pengisian.
Pada kumparan L yang dialiri arus bolak-balik ada induksi
diri akibat perubahan arus.
KLIK
Lanjut
Sebelumnya

16. CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN
Soal No. 1
Diberikan sebuah gambar rangkaian listrik arus bolak-balik yang terdiri
sebuah resistor (R), sebuah induktor (L), sebuah kapasitor (C) dan
sebuah sumber listrik arus bolak-balik.
R L C
d e f g
V = 120sin125t
8 Ω 32 mH 800 μC
Tentukan:.
a. Frekuensi s udut sumber listrik
b. Frekuensi sumber listrik.
c. periode sumber listrik
d. tegangan maksimum sumber listrik
e. tegangan efektif sumber listrik
f. reaktansi induktif kumparan
g. reaktansi kapasitas kapasitor
h. impedansi rangkaian
i. kuat arus maksimum rangkaian
j. kuat arus efektif rangkaian
k. Beda potensial d dan e
l. Beda potensial e dan f
m. Beda potensial f dan g
n. Beda potensial e dan g
o. Beda potensial d dan g
p. Faktor daya
q. Daya yang diserap rangkaian
r. Beda sudut fase antara V dan I
s. Sifat rangkaian
t. Tegangan sesaat, saat t =
(π/150) sekon
u.Persamaan kuat arus
v. Gambar diagram fasor V dan I
w. Diagram fasor impedansi
Pembahasan
Soal UN Fisika SMA Tahun 2008
P 04 dengan perbedaan nilai
tegangan sumber, serta
pertanyaan)
a. Pola sinusoidal dari tegangan sumber listrik V = Vm sin ωt,
sementara persamaan sumber V = 120sin125t
Frekuensi sudut sumber ω = 125 rad/s
b. Frekuensi sudut sumber ω = 2π.f = 125 rad/s
Frekuensi sumber listrik f =
125
2π
Hz
c. Periode sumber listrik T =
1
𝑓
=
2π
125
s
d. Tegangan maksimum sumber Vm = 120 volt
e. Tegangan efektif sumber Vef =
𝑉𝑚
2
=
120
2
= 60 2 volt
f. Reaktansi induktif XL = ω.L = 125x32.10-3 = 4000.10-3 = 4 Ω
g. Reaktansi kapasitif XC =
1
ω.𝐶
=
106
125x800
=
106
100000
= 10 Ω
h. Impedansi rangkaian Z = 𝑹𝟐 + (𝑋L−𝑋𝐶)2
= 𝟖𝟐 + (4 −10 )2 = 𝟖𝟐 + ( −6 )2 = = 102 = 10 Ω
i. Kuat arus maksimum I𝑚 =
𝑉m
𝑍
=
120
10
= 12 A
j. Kuat arus efektif I𝑒𝑓 =
𝐼m
2
=
12
2
= 6 2 A
Lanjut
Sebelumnya Materi Tegangan AC Materi Vef & Vmak Rangkaian RLC
Rangkaian L

17. CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN
m. Beda potensial f dan g: Vfg = 𝐼. 𝑋𝐶 = 6 2 x 10 = 60 2 V
n. Beda potensial e dan g: Veg = 𝐼. (𝑋𝐿 −
𝑋𝐶) =6 2 (4 – 10) = 36 2 V
o. Beda potensial d dan g: Veg = Vtot = 𝐼. 𝑍 = 6 2 x 10 = 60 2 V
p. Faktor daya = 𝑐𝑜𝑠𝜑 =
𝑹
𝒁
=
𝟖
𝟏𝟎
= 0,8
q. Daya sesungguhnya = P = 𝐼2𝑅 = (6 2)2 8 = 72.8 = 576 watt
r. Beda sudut fase antara tegangan V dan kuat arus I = 𝜑 =
tg 𝜑 =
𝑿𝑳−𝑿𝑪
𝑹
=
𝟒−𝟏𝟎
𝟖
=
−𝟔
𝟖
=
−𝟑
𝟒
 𝜑 = − 37o
s. Sifat rangkaian RLC, karena 𝑋𝐿 < 𝑋𝐶, rangkaian
bersifat kapasitif, artinya V tertinggal dari I
t. Tegangan sesaat, saat t = (π/150) sekon.
V = 120 sin125t = 120 sin125(π/150) = 120sin (5π/6)
= 120 sin (150o) = 120(0,5) = 60 volt
u. Persamaan kuat arus I = Im sin(ωt + 𝜑)
I = 12 sin(125t + 37o) = 12 sin(125t + 37π/180)
k. Beda potensial d dan e: Vde = 𝐼. 𝑅 =6 2 x 8 = 48 2 V
j. Beda potensial e dan f: Vef = 𝐼. 𝑋𝐿 = 6 2 x 4 = 24 2 V v. Gambar diagram fasor V dan I
w. Gambar diagram fasor Impedansi
37o
I
V
XL = 4 Ω
R = 8 Ω
Z
XC = 10 Ω
𝑋L − 𝑋𝐶
𝜑
Pembahasan
Lanjut
Sebelumnya
k. Beda potensial d dan e
l. Beda potensial e dan f
m. Beda potensial f dan g
n. Beda potensial e dan g
o. Beda potensial d dan g
p. Faktor daya
q. Daya yang diserap rangkaian
r. Beda sudut fase antara V dan I
s. Sifat rangkaian
t. Tegangan sesaat, saat t =
(π/150) sekon
u.Persamaan kuat arus
v. Gambar diagram fasor V dan I
w. Diagram fasor impedansi
Rangkaian RLC
R L C
d e f g
8 Ω 32 mH 800 μC

18. Soal No. 2
Suatu rangkaian seri R, L, dan C dihubungkan dengan
tegangan bolak-balik. Apabila induktansi 1/25π
2 H dan
kapasitas kapasitor 25 μF, maka resonansi rangkaian
terjadi pada frekuensi .....
A. 0,5 kHz
B. 1,0 kHz
C. 2,0 kHz
D. 2,5 kHz
E. 7,5 kHz
(Sumber : Soal Ujian Nasional Fisika SMA Tahun 2009/2010)
CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN
Frekuensi resonansi rangkaian RLC terjadi saat reaktansi induktif
sama besar dengan reaktansi kapasitif, dengan nilai frekuensi
fr =
𝟏
𝟐𝝅
𝟏
𝑳𝑪
fr =
𝟏
𝟐𝝅
𝟏
𝟏
𝟐𝟓𝝅𝟐 𝟐𝟓.𝟏𝟎
_
𝟔
=
𝟏
𝟐𝝅
𝟏𝟎𝟔
𝟏
𝟐𝟓𝝅𝟐 𝟐𝟓
= 500 Hz
fr = 0,5 kHz (A)
Soal No. 3
Dalam rangkaian seri hambatan (R = 60 Ω) dan induktor dalam
tegangan arus bolak-balik, kuat arus yang lewat 2 ampere. Apabila
dalam diagram vektor di bawah ini tan α = 3/4, tegangan induktor
adalah....
XL
R
Z
θ
A. 72 volt
B. 90 volt
C. 120 volt
D. 160 volt
E. 200 volt
tg 𝜃 =
XL
𝑅
=
3
4
XL
60
=
3
4
 XL =
3
4
.60 = 45 Ω
Tegangan induktor: VL = I. XL = 2𝑥45 = 90 volt
Lanjut
Sebelumnya
Pembahasan
Pembahasan
Rangkaian RL
Sifat RLC

19. CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN
Soal No. 4
Rangkaian R – L – C disusun seperti gambar di samping.
Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika XL > XC adalah..
V
I
0
A.
0
V
I
B.
0
V
I
C.
V
I
D.
0
0
V
I
E.
Jika XL > XC artinya rangkaian bersifat induktif, yang berarti V
mendahului I, saat I = 0, V = Vmak yaitu grafik C
Lanjut
Sebelumnya
Pembahasan
Rangkaian RLC

20. Semoga Bermanfaat
Terima Kasih, Mohon Maaf
SELESAI
KELUAR
Materi Awal
http://fisikastudycenter.com/fisika-xii-sma/48-listrik-bolak-balik-ac
Contoh Soal Latihan
http://fisikastudycenter.com/touhxiilistac/listrikac_s.htm
Try Out Arus Bolak-balik