185
Fisika SMAMA XII
Sebuah induktor mempunyai induktansi 0,05 H dihubungkan dengan sumber tegangan AC yang mempunyai tegangan
V = 20 sin 120 St.
Hitunglah : a.
reaktansi induktif, b. kuat arus maksimum yang mengalir pada induktor
Penyelesaian : Dari persamaan tegangan diperoleh bahwa
V
max
= 20 Volt dan f = 60 Hz
120 S = 2 Sf sehingga dapat dicari :
a. X
L
= ZL = 2 SfL = 2 x 3,14 x 60 x 0,05 = 6,28 x 3 = 18,84 :
b. = 1,06 A
Contoh Soal
3. Rangkaian Kapasitor dalam Arus AC
Dalam suatu rangkaian arus AC yang terdiri atas kapasitor mempunyai
sifat bahwa antara tegangan dan arus
memiliki beda fase, di mana arus mendahului tegangan dengan beda sudut
fase sebesar 90
o
atau . Besarnya kuat arus listrik yang mengalir dalam
kapasitor dapat dinyatakan dengan laju perpindahan muatan listrik pada keping
kapasitor tersebut yang dinyatakan :
I = di mana q = CV, sehingga I =
= CV
max
cos Zt
Di mana cos Zt = sin Zt + 90
o
= sin Zt +
Maka I = wC V
max
sin Zt + =
sin Zt +
Gambar 6.7
Rangkaian kapasitor dengan sumber tegangan AC.
V = V
max
sin Zt
C I
C
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XII
186
Jika sin Zt + = ± 1 maka I
max
= . Hal ini identik dengan
hukum Ohm bahwa I = . Di mana
identik dengan sebuah hambatan yang disebut dengan reaktansi kapasitif yang
dilambangkan X
C
yang besarnya dinyatakan :
X
C
= .... 6.13
di mana : X
C
= reaktansi induktif Ohm = :
C = kapasitas kapasitor Farad = F Z = frekuensi angulersudut rads
f = frekuensi linier Hertz = Hz
Dalam rangkaian kapasitor pada arus AC mempunyai sifat bahwa arus mendahului tegangan dengan beda sudut fase
sebesar 90
o
atau dan berlaku hubungan :
I
max
= atau X
C
= .... 6.14
I
ef
= atau X
C
= .... 6.15
Gambar 6.8
a Grafik arus dan tegangan sebagai fungsi waktu, b Diagram fasor rangkaian kapasitor murni
Di unduh dari : Bukupaket.com
187
Fisika SMAMA XII
1. Suatu hambatan murni sebesar 50 W dihubungkan dengan suatu
sumber tegangan AC. Ternyata ampermeter yang terpasang pada rangkaian tersebut menunjukkan 2 A. Tentukan besarnya tegangan
dan kuat arus maksimum dari sumber tegangan tersebut Penyelesaian :
Hasil pengukuran ampermeter menunjukkan nilai arus efektifnya
sehingga : I
max
= I
ef
= 2 = 2 x 1,41 = 2,82 A
V
max
= I
max
R = 2,82 x 50 Volt = 141 Volt 2.
Suatu induktor mempunyai induktansi diri 0,05 Henry dihubungkan dengan sumber tegangan AC bertegangan V = 100 sin 200t. Tentukan
besarnya reaktansi induktif kuat arus listrik maksimum yang melalui induktor tersebut
Penyelesaian : Persamaan umum tegangan adalah :
V = V
max
sin Zt = 100 sin 200t
Dari persamaan tersebut diketahui bahwa V
max
= 100 Volt dan Z = 200 rads.
Jadi X
L
= ZL = 200 x 0,05 = 10 :
I
max
= = 10 Ampere
3. Suatu kapasitor yang mempunyai kapasitas 20
PF dipasang pada sumber tegangan AC bertegangan V = 100 sin 200t. Tentukan berapa
reaktansi kapasitif dan kuat arus yang melalui kapasitor tersebut Penyelesaian :
Persamaan umum tegangan adalah : V = V
max
sin Zt = 100 sin 200t
Dari persamaan tersebut diketahui bahwa V
max
= 100 Volt dan Z =
200 rads. Jadi
X
C
= = 250
: I
max
= = 0,4 Ampere
Contoh Soal
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XII
188 Soal Latihan :
1. Suatu hambatan sebesar 40
: dipasang pada sumber tegangan AC, apabila ampermeter yang terpasang
pada rangkaian tersebut menunjukkan hasil pem- bacaan 5 ampere, tentukan berapa besar tegangan efektif
dan tegangan maksimum dari sumber tegangan tersebut 2.
Suatu induktor jika dipasang pada tegangan arus searah sebesar 80 volt, pada induktor tersebut mengalir arus
sebesar 2 ampere. Jika induktor tersebut dipasang pada sumber tegangan AC, dalam induktor akan mengalir arus
sebesar 2 ampere. Apabila tegangan sumbernya sebesar 100 Volt, tentukan :
a. reaktansi induktifnya,
b. sudut pergeseran anta arus dan tegangan 3.
Suatu induktor yang mempunyai induktansi 0,05 H dipasang pada sumber tegangan AC sebesar V = 100 sin
200t, tentukan besarnya reaktansi induktif dan kuat arus yang mengalir dalam induktor tersebut
4. Sebuah kapasitor yang memiliki kapasitas sebesar 50
PF dipasang pada tegangan sebesar V = 100 sin 200t, tentukan
besarnya reaktansi kapasitif dan kuat arus yang mengalir pada kapasitor tersebut
4. Rangkaian Seri RL
