Rangkaian RL Seri Rangkaian Arus Bolak – Balik

Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud 48 KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G 2 Rangkaian bersifat kapasitif   C X X L  , beda sudut fase antara tegangan dan kuat arus bernilai negatif     tg dan tegangan tertinggal dari arus sebesar , yaitu 2     . 3 Rangkaian bersifat resistif   C X X L  , tegangan sefase dengan arus, dan disebut juga rangkaian dalam keadaan resonansi. Agar lebih mudah memahami sifat rangkaian tersebut bisa Anda perhatikan Gambar 2.17 di bawah ini. Gambar 2.17 Diagram fasor untuk sifat rangkaian, a induktif b kapasitif c resistif Seperti telah kita ketahui bahwa rangkaian seri RLC dipengaruhi oleh frekuensi. Sementara itu banyak sekali variasi rangkaian yang dapat dibentuk dari resistor, kapasitor, dan induktor. Dengan menganalisa kemungkinan suatu rangkaian, akan membantu kita dalam memahami pengaruh nilai ekstrim frekuensi terhadap tingkah laku kapasitor dan induktor. Gambar 2.18 menunjukkan suatu rangkaian RLC pada frekuensi sangat kecil. Ketika frekuensi mendekati nol seperti dalam rangkaian dc, reaktansi kapasitif menjadi sangat besar sehingga tidak ada muatan yang dapat mengalir melalui kapasitor. Keadaan ini sama dengan jika seandainya kapasitor tidak terhubung dengan rangkaian sehingga menjadi terbuka. Pada saat frekuensi mencapai nilai batas nol, reaktansi induktif berkurang menjadi sangat kecil. Sehingga induktor tidak menghambat arus dc. Keadaan ini sama seperti jika induktor diganti oleh kawat yang hambatannya nol. LISTRIK untuk SMP Mata Pelajaran Fisika SMA KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G 49 Gambar 2.18 a Rangkaian pada frekuensi sangat kecil, b Rangkaian pengganti dari gambar a untuk frekuensi mendekati nol. Pada saat frekuensi sangat besar, tingkah laku kapasitor dan induktor berubah sebaliknya. Kapasitor mempunyai reaktansi sangat kecil pada frekuensi tinggi sehingga hanya sedikit melawan arus, hal ini seperti mengganti kapasitor dengan kawat yang tidak memiliki hambatan. Sebaliknya, induktor memiliki reaktansi yang sangat besar ketika frekuensi tinggi, sehingga induktor sangat menghambat arus. Keadaan ini sama dengan jika seandainya induktor dilepas dari rangkaian sehingga rangkaian menjadi terbuka.

5. Resonansi dalam Rangkaian Listrik Bolak-Balik

Telah dibahas di atas bahwa pada rangkaian RLC seri, nilai X L dan X C bergantung pada frekuensi f arus bolak-balik yang melaluinya. Jika frekuensi bertambah, X L juga bertambah, akan tetapi X C berkurang. Dengan anggapan bahwa R tidak berubah terhadap frekuensi, maka pada suatu frekuensi tertentu dapat mencapai nilai nol. Pada keadaan demikian impedansi Z seolah-olah hanya terdiri dari hambatan R saja Z = R, dan memiliki nilai minimum. Sehingga rangkaian berperangai seperti rangkaian resistif murni. Fase tegangan sama dengan fase arus, yang berarti tegangan dan arus berjalan serempak. Keadaan seperti ini disebut keadaan resonansi rangkaian dan frekuensinya disebut frekuensi resonansi f o . Gambar 2.19 menunjukkan hubungan antara impedansi, arus efektif, dan frekuensi resonansi. Ketika frekuensi sama dengan f o , impedansi mencapai nilai minimum dan arus akan mencapai nilai maksimum.