191
Fisika SMAMA XII
Soal Latihan :
1. Sebuah induktor mempunyai reaktansi induktif sebesar
80 : dihubungkan seri dengan hambatan sebesar 60 :.
Apabila susunan tersebut dihubungkan dengan tegangan AC sebesar 220 Volt hitunglah :
a. impedansi rangkaian tersebut, dan
b. kuat arus yang mengalir dalam rangkaian tersebut 2.
Sebuah induktor yang memiliki induktansi 200 mH disusun seri dengan hambatan sebesar 40
: , kemudian susunan itu dipasang pada tegangan 100 Volt. Bila
frekuensi sumber tegangan sebesar 50 Hz, tentukan kuat arus yang mengalir pada rangkaian tersebut
5. Rangkaian Seri RC
Gambar di bawah ini menggambarkan sebuah rangkaian seri hambatan dan kapasitor yang dihubungkan dengan
sumber tegangan AC sebesar V, yang disebut rangkaian seri
RC.
Apabila V
R
menyatakan tegangan pada ujung-ujung hambatan
R, V
C
menyatakan tegangan pada ujung-ujung induktor, maka dalam rangkaian ini nilai
V
R
sefase dengan arus listrik, sedangkan
V
C
tertinggal arus sebesar 90
o
. Sehingga besarnya tegangan V dapat dicari dengan menjumlahkan nilai
V
R
dan V
C
secara vektor fasor yaitu : V =
.... 6.20
Gambar 6.10
a Rangkaian seri RC, b Diagram fasor arus dan tegangan pada rangkaian seri RC.
a b
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XII
192
Sedangkan : V
R
= I R V
L
= I X
C
Maka : V =
V = I .... 6.21
Sesuai dengan hukum Ohm V = I.R bahwa nilai
merupakan suatu jenis hambatan dalam rangkaian AC yang disebut
impedansi, dilambangkan Z dan ditulis: Z =
.... 6.22 Besarnya pergeseran fase antara arus dan tegangan dinyatakan:
tg T =
.... 6.23
Besarnya sudut pergeseran antara arus dan tegangan pada rangkaian seri RC tidak lagi sebesar 90
o
, melainkan kurang dari 90
o
di mana tegangan tertinggal terhadap arus.
Contoh Soal
1. Sebuah kapasitor dengan kapasitas 5
PF disusun seri dengan hambatan sebesar 300
: dihubungkan dengan sumber tegangan AC sebesar V = 200 sin 500t . Tentukan besarnya :
a. reaktansi kapasitif,
b. impedansi rangkaian, c.
kuat arus maksimum, d. beda fase antara arus dan tegangan, dan
e. tuliskan bentuk persamaan arus sesaatnya
Penyelesaian : Dari persamaan tegangan
V= V
max
sin Zt diketahui bahwa
V
max
= 200 volt dan Z = 500 rads, maka dapat dicari :
Di unduh dari : Bukupaket.com
193
Fisika SMAMA XII
a. XC =
= =
= 400 :
b. Z =
= = 500
: c.
I
max
= = 0,4 A
d. tg
T = = 1,333 atau
T = arc tg 1,333 = 53
o
e. I = I
max
sin Zt + T = 0,4 sin Zt + 53
o
Soal Latihan :
1. Sebuah kapasitor yang kapasitasnya 50
PF disusun seri dengan hambatan 40
:. Susunan ini dipasang pada tegangan AC sebesar 200 Volt. Tentukan besarnya kuat
arus yang mengalir dalam rangkaian apabila : a.
sumber tegangan memiliki frekuensi anguler 800 rads, dan
b. sumber tegangan memiliki frekuensi linier sebesar 50 Hz
2. Kapasitor memiliki kapasitas sebesar 500
PF disusun seri dengan hambatan sebesar 20
:, dipasang pada sumber tegangan yang memiliki frekuensi linier sebesar 50 Hz.
Hitunglah : a.
reaktansi kapasitifnya, b. impedansi rangkaian, dan
c. kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian
T
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XII
194
6. Rangkaian Seri RLC
