Komponen Pasif Dalam Listrik AC

Dasar Listrik Arus Bolak Balik 3 - 12

3.2.6. Tabel Rumus-rumus Tegangan Efektif.

Dalam tabel-3 dibuat tabel dari sepuluh jenis gelombang tegangan, untuk menghitung tegangan efektif. Tabel 3.4 Bentuk tegangan dan arus listrik AC.

3.3. Komponen Pasif Dalam Listrik AC

3.3.1. Resistor Dalam Tegangan AC Untuk menjelaskan pergeseran phasa gambar-3.13a sebuah sumber tegangan bolak-balik G dirangkai dengan sebuah Kapasitor C = 1 ȝF dan Resistor R = 100 Ω. Dengan osiloskop dua kanal probe Y1 dan probe Y2 disambungkan untuk melihat bentuk gelombang pergeseran phasa. Sumber tegangan bolak-balik diset sebesar U, diujung tahanan R akan terukur drop tegangan sebesar Uw. Osiloskop dua kanal dengan probe Y1 untuk mengukur drop tegangan tahanan R sebesar Uw dan probe Y2 untuk tegangan U gambar-3.13b . Gambar 3.13 : Rangkaian resistor listrik AC Di unduh dari : Bukupaket.com Dasar Listrik Arus Bolak Balik 3-13 Ternyata tegangan di rangkaian sebesar U dan drop tegangan ditahanan R sebesar Uw bergeser sudut phasanya sebesar φ = 45 . Kapasitor C menyebabkan pergeseran phasa sebesar φ dengan tegangan Uw mendahului leading terhadap tegangan U. Jika Kapasitor C diganti dengan induktor L, yang terjadi adalah pergeseran phasa dimana drop tegangan di induktor terbelakang lagging sebesar φ.

3.3.2. Kapasitor dalam Rangkian Listrik AC

Kapasitor memiliki sifat melewatkan arus bolak balik. Function generator diset frekuensi 1 Hz dihubungkan dengan Voltmeter, Ampermeter dan sebuah Kapasitor 10 ȝF. Tegangan sumber U dan tegangan di ujung Kapasitor U C akan dilalui arus sebesar I bC gambar-3.14 . Besarnya reaktansi kapasitif XC : C I U X bC C . 1 Z Ω F V As C : V As s X C . 1 1 Rangkaian Kapasitor dengan reaktansi X C diberikan sumber tegangan AC 50 Hz, maka akan mengalir arus sebesar I dan pada ujung Kapasitor akan terukur F Satuan Kapasitor, farad U bC Tegangan Kapasitor, V I Arus, A X C Reaktansi kapasitif, Ω Ȧ Kecepatan sudut. radian C Kapasitor x Pergeseran phasa terjadi ketika tahanan R dirangkai seri dengan kapasitor dan dipasang pada sumber tegangan bolak balik x Kapasitor menyebabkan pergeseran phasa dimana tegangan drop di kapasitor mendahului leading terhadap tegangan sumbernya. x Induktor menyebabkan pergeseran phasa arus tertinggal lagging terhadap tegangan sumbernya. Gambar 3.14 : Kapasitor pada sumber listrik AC Di unduh dari : Bukupaket.com Dasar Listrik Arus Bolak Balik 3 - 14 drop tegangan sebesar U bC gambar-3.15a . Diagram lingkaran dengan jari-jari lingkaran luar drop tegangan U bC , dan jari-jari lingkaran dalam besarnya arus i gambar-3.15b . Bentuk gelombang tegangan dan arus beban Kapasitor, tampak bahwa arus i yang melewati Kapasitor mendahului leading terhadap tegangan U bC sebesar 90 . Gambar 3.15 :Gelombang tegangan dan arus beban Kapasitor Nilai reaktansi Kapasitor berbanding terbalik dengan frekuensi X C =12. ʌ.f.C. Artinya pada frekuensi rendah, nilai reaktansi kapasitansi besar. Ketika frekuensi dinaikkan, reaktansi kapasitansi nilainya akan menurun gambar-3.16 . Nilai reaktansi Kapasitor berbanding terbalik dengan kapasitansinya X C = 1 2. ʌ.f.C. Semakin besar nilai farad Kapasitor maka reaktansinya makin kecil, sebaliknya makin kecil nilai faradnya makin besar nilai reaktansi kapasitifnya. I U X C f C X bC C C ; . . 2 1 . 1 S Z : : s s A V X C . 1 1 Contoh : Kapasitor 1 F, dihubungkan dengan frekuensi 50 Hz. Hitung nilai reaktansi kapasitifnya. Jawaban : : s s C f C X C 6 10 . 1 . 1 50 . 2 1 . . 2 1 . 1 S S Z = 3.185 Gambar 3.16 : Nilai kapsitansi fungsi frekuensi Di unduh dari : Bukupaket.com Dasar Listrik Arus Bolak Balik 3-15

3.3.3. Induktor dalam Rangkaian Listrik AC

Bila sebuah kumparan yang induktansi- nya L Henry dihubungkan dengan sumber tegangan AC, maka kumparan tersebut menghasilkan ggl lawan. Inti induktor dapat dari bahan ferromagnet, ferrit. Besaran reaktansi induktor X L gambar-3.17 , meningkat berbanding lurus dengan kenaikan frekuensi dan satuan reaktansi induktor Ohm. Rangkaian induktor X L dihubungkan sumber tegangan AC 50 Hz, pada ujung induktor drop tegangan U bL gambar-3.18a . Diagram lingkaran memiliki dua lingkaran, lingkaran luar dengan jari-jari arus i, lingkaran dalam dengan jari-jari drop tegangan induktor U bL, antara arus dan tegangan beda phasa φ = 90 gambar-3.18b . Bentuk gelombang arus i dan drop tegangan induktor U bL , arus i dijadikan referensi dari 0 sampai 360 . drop tegangan U bL mendahului arus i sebesar φ = 90 gambar-3.18c . Gambar 3.18 : Bentuk gelombang tegangan dan arus beban Induktor Persamaan induktor : L f L I U X bL L . . . 2 . 3 Z H A Vs L : A Vs s X L . 1 - Reaktansi kapasitif X C perbanding terbalik dengan frekuensi - Makin besar frekuensi nilai reaktansi kapasitif menurun, pada frekuensi rendah nilai reaktansi kapasitif meningkat. Gambar 3.17 : Nilai induktansi fungsi frekuensi Di unduh dari : Bukupaket.com Dasar Listrik Arus Bolak Balik 3 - 16 UbL Drop tegangan V I Arus efektif A XL Reaktansi indutif Ω Ȧ Kecepatan sudut radian L Induktor henry f Frekuensi Hz Contoh : Induktor murni sebesar 10,8 H, dihubungkan dengan sumber tegangan AC 340 sin 314t. Tentukan besarnya arus sesaat . Jawaban : L f L I U X bL L . . . 2 . 3 Z U = Um sin Ȧt = 340 sin 314t = 314 raddetik H L I U X bL L 8 , 10 . 314 . Z = 3400 Im = L X Um = : 400 . 3 340V = 0,1 A Arus tertinggal sebesar 900 2 rad, jadi besarnya arus sesaat : i = 0,1 sin 314t- 2 A

3.3.4. Beban Impedansi

Beban listrik dikenal tahanan R, Kapasitor C atau induktor L. Beban Kapasitor dan induktor jarang digunakan sendiri, yang umum adalah tahanan R digabungkan dengan Kapasitor C atau induktor L gambar-3.19 . Impedansi Z adalah gabungan tahanan R dgn induktor L atau gabungan R dengan Kapasitor C. Persamaan impedansi - Reaktansi Induktif X L perbanding lurus dengan frekuensi - Makin besar frekuensi nilai reaktansi induktif meningkat, pada frekuensi rendah nilai reaktansi induktif akan menurun. - Drop tegangan induktor mendahului 90 terhadap arus Gambar 3.19 : Di unduh dari : Bukupaket.com Dasar Listrik Arus Bolak Balik 3-17 I U Z : A V Z I U Z Impedansi Ω Tegangan efektif V Arus efektif A Contoh: Sumber tegangan bolak-balik 100 V, dirangkaikan dengan beban impedansi Z dan menarik arus 80 mA. Hitung besarnya impedansi ? Jawaban : Besarnya impedansi mA V I U Z 80 100 = 1,25 k

3.4. Bilangan Komplek