Gambar 10.1 Sebuah rangkaian RCL yang bersimpal fasa tunggal yang
dihubungkan dengan sebuah generator ac. V
R
, V
C
, dan V
L
adalah perbedaan potensial yang berubah-ubah terhadap waktu, berturut-turut melalui hambatan, kapasitor dan
inductor.
1. Rangkaian Resistor penghambat
Gambar 10-2a memperlihatkan sebuah rangkaian yang hanya dihubungkan sebuah elemen penghambat resistor, pada mana bekerja tegangan gerak elektrik
bolak-balik dari Persamaan 10-1. Dari teorema simpal dan dari definisi resistans, maka didapatkan rumus berikut
Perbandingan persamaan 10-3a dan Persamaan 10-3c memperlihatkan bahwa kuantitas V
R
dan i
R
yang berubah-ubah terhadap waktu adalah sefasa in phase, yakni kuantitas-kuantitas tersebut mencapai nilai-nilai maksimumnya pada waktu yang sama.
Seperti yang diharapkan dari Persamaan 10-2, maka kuantitas-kuantitas tersebut juga mempunyai frekuensi sudut
yang sama. Gambar 10.2b merupakan grafik dari Persamaan 10.3a dan 10.3c.
ARUS LISTRIK BOLAK BALIK X - 3 V
R
Vc
V
L
V
R
= ε
m
sin ωt teorema simpal 10-3a V
R
= i
R
R definisi atau 10-3b i
R
= ε
m
R sin ωt 10-3c ε = ε
m
sin ωt
ω
2
Gambar 10-2 a sebuah rangkaian penghambat bersimpal tunggal yang mengandung
sebuah generator ac. b Arus dan perbedaan potensial yang melalui hambatan adalah sefasa. Di dalam Persamaan 10-2, Ф = 0. c Diagram fasor memperlihatkan hal yang
sama. Panah-panah pada sumbu vertikal adalah nilai-nilai sesaat. Gambar 10.2c memperlihatkan cara lain untuk melihat situasi tersebut. Gambar
tersebut kadang-kadang dinamakan sebuah diagram fasor, yang didalam fasor, yang dinyatakan oleh panah terbuka, berotasi di dalam arah yang bertentangan dengan arah
perputaran jarum jam dengan frekuensi sudut ω mengelilingi titik asal. Fasor-fasor tersebut mempunyai sifat-sifat ini: a Panjang fasor sebanding dengan nilai maksimum
dari kuantitas bolak-balik yang terlibat, yakni kuantitas untuk V
R
pers. 10.3a dan kuantitas ε
m
R untuk i
R
pers. 10.3c, dan b Proyeksi fasor-fasor pada sumbu vertikal memberikan nilai-nilai sesaat dari arus-arus bolak-balik yang terlibat. Jadi, panah-panah
pada sumbu vertical berturut-turut menyatakan kuantitas V
R
dan kuantitas i
R
yang berubah-ubah terhadap waktu, seperti di dalam Pers. 10.3a dan Pers. 10.3c. Bahwa V
R
dan i
R
adalah sefasa disimpulkan dari kenyataan bahwa fasor-fasornya terletak sepanjang garis yang sama di dalam Gambar 10.2c.
Ikutilah rotasi fasor-fasor di dalam Gambar 10-2c dan yakinkanlah diri anda sendiri bahwa diagram fasor ini menjelaskan Persamaan 10-3a dan 10-3c secara
lengkap dan dengan tepat.
ARUS LISTRIK BOLAK BALIK X - 4 V
R
ε = ε
m
sin ωt a
ωt i
R
V
R
V
R
, i
R
b i
R
,
m
= ε
m
R V
R
,m = ε
m
i
R
,m ε
m
R V
R
i
R
ωt
c
Contoh 10.1
Sebuah resistor 25 ohm dihubungan dengan sumber tegangan arus bolak-balik maksimum 300 volt. Hitung arus maksimum yang mengalir melalui rangkaian
tersebut.
Penyelesaian
ε
m
= 300 V R = 25
I
m
= ε
m
R I
m
= 300 V 25
I
m
= 12 A
2. Rangkaian kapasitif
