Rangkaian RL Seri Rangkaian Arus Bolak – Balik
LISTRIK untuk SMP
Mata Pelajaran Fisika SMA
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G
47
Impedansi pada rangkaian seri RLC merupakan hambatan total rangkaian yang berasal dari hambatan R, reaktansi kapasitif X
C
, dan reaktansi induktif X
L
. Perlu diingat, seperti halnya reaktansi kapasitif dan reaktansi induktif yang bergantung
pada frekuensi, impedansi rangkaian RLC seri pun bergantung pada frekuensi, yang dinyatakan dengan persamaan:
2 2
2 1
2
fC fL
R Z
...................... 2.36 Arus yang mengalir pada seluruh komponen rangkaian seri RLC adalah sama
besar, oleh karena itu berlaku
Sehingga diagram fasor tegangan pada Gambar 2.15b dapat diganti dengan diagram fasor impedansi Z, R, X
L
, dan X
C
seperti Gambar 2.16. Berdasarkan Gambar 2.15b dan 2.32, tangen sudut fase antara fasor arus dan fasor tegangan
adalah:
R X
X V
V V
tg
C L
R C
L
...................... 2.37 Sudut fase
sangat penting karena mempunyai pengaruh besar pada daya disipasi oleh
rangkaian. Ingat, pada nilai rata-rata, hanya resistor yang
”menghabiskan” daya; yaitu
R I
P
rms 2
. Berdasarkan Gambar 2.16b:
Z R
Z I
R I
V V
rms rms
R
cos
sehingga
cos Z
R
Oleh karena itu daya dapat dinyatakan sebagai;
cos cos
2
Z I
I Z
I P
rms rms
rms
cos
rms rms
V I
P
...................... 2.38 Dimana V
rms
adalah tegangan efektif generator. Besaran cos disebut faktor daya
rangkaian. Berdasarkan persamaan 2.37, jika hambatan R = 0, maka
cos
Z
R
. Sehingga
cos
rms rms
V I
P
, hasil ini diharapkan karena baik kapasitor maupun induktor tidak menggunakan energi rata-rata. Sebaliknya, jika hanya ada hambatan
Gambar 2.16 Diagram fasor impedansi
Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
48
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK DAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G
R saja, maka
R X
X R
Z
C L
2 2
dan
1 cos
Z R
. Dalam kasus ini
rms rms
rms
V I
I P
cos
V
rms
, dimana persamaan ini merupakan daya disipasi rata- rata di dalam resistor.