Resonansi smk10 TeknikListrikIndustri Siswoyo

Dasar Listrik Arus Bolak Balik 3 - 40 Z Y 1 s Y : 1 Y Admitansi mho, -1 G Konduktansi mho, -1 B C Suseptansi kapasitif mho, -1 B L Suseptansi induktif mho, -1 Z Impedansi Gambar 3.49 : Vektor Arus dan Vektor Konduktansi

3.7. Resonansi

Resonansi adalah kondisi ketika dua frekuensi yang sama saling bergetar. Sebuah induktor dari 600 gulungan kawat pada inti U-I, dirangkaiakan dengan Kapasitor 8,2 F. Dihubungkan dengan sumber tegangan AC tegangan 25 V frekuensi 50 Hz gambar-3.50 . Dengan menggeserkan inti besi I kekiri-kanan, terjadi perubahan penunjukan arus A, tegangan U BL dan U BC . Ketika tegangan U BL = U BC , terjadi penunjukan arus maksimum, saat itulah terjadi resonansi. Gambar 3.50 :Rangkaian Resonansi LC Di unduh dari : Bukupaket.com Dasar Listrik Arus Bolak Balik 3-41 Rangkaian seri Resistor R, Kapasitor L dan Kapasitor C gambar-3.51 , akan terjadi tiga kemungkinan. Pertama ketika reaktansi X L X C , yang terjadi tegangan U BC U BL . Kedua ketika reaktansi X L =X C , tegangan U BC =U BL , penunjukan ampermeter maksimum. Ketiga ketika kondisi X L X C , tegangan U BL U BC, kondisi sama kejadian pertama gambar-3.52. Gambar 3.51 :Rangkaian Resonansi LC Persamaan kondisi resonansi : Ÿ C L X X Ÿ C L r r . 1 . Z Z Ÿ C L r . 1 2 Z C L r . 1 Z Ÿ Ÿ C L f r . 1 . 2 S C L f r . . 2 1 S C L f r . . 2 1 S Hz s V A As Vs f r 1 . . 1 Fr Frekuensi resonansi Hz L Induktor Henry C Kapasitor Farad Di unduh dari : Bukupaket.com Dasar Listrik Arus Bolak Balik 3 - 42 Gambar 3.52 : Vektor Diagram Arus Rangkaian resonansi Resistor seri induktor dan Kapasitor terjadi tiga kondisi gambar-3.53 . Pertama kondisi dimana reaktansi X C X L , drop tegangan U BC U BL , rangkaian lebih kapasitif, Kedua ketika reaktansi X L =X C , keduanya saling meniadakan, besarnya arus maksimum, beban hanya Resistor saja. Ketiga ketika reaktansi X L X C , drop tegangan U BL U BC , rangkain lebih induktif. Grafik arus berbentuk puncak saat terjadi frekuensi resonansi di titik f r . Impedansi berbentuk lengkung kebawah, harga minimum terjadi dititik frekuensi resonansi f r . Gambar 3.53 : Diagram Arus Saat Resonansi Kapasitor C=8,2 ȝF diparalel dengan induktor L terdiri 600 gulungan kawat dengan inti U-I. Dihubungkan sumber tegangan autotrafo 25 V frekuensi 50 Hz gambar 3.54 . Di unduh dari : Bukupaket.com Dasar Listrik Arus Bolak Balik 3-43 Gambar 3.54 : Rangkaian Resonansi C, L Rangkaian praktek dapat disederhanakan menjadi rangkaian Kapasitor C paralel Resistor Rp dan induktor L gambar-3.55 . Arus cabang I BC ke Kapasitor, I W ke Resistor dan I BL ke induktor. Resonasi terjadi pada frekuensi tertentu dimana reaktansi X L =X C . Saat itu arus I BL =I BC , arus total I sama dengan I W gambar-3.55 Gambar 3.54 : Penyederhanaan rangkaian Persamaan frekuensi resonansi : Ÿ C L X X Ÿ C L r r . 1 . Z Z Ÿ C L r . 1 2 Z C L r . 1 Z Ÿ Ÿ C L f r . 1 . 2 S C L f r . . 2 1 S Fr Frekuensi resonansi Hz L Induktor Henry C Kapasitor Farad Di unduh dari : Bukupaket.com Dasar Listrik Arus Bolak Balik 3 - 44 Rangkaian resonansi paralel Resistor, induktor dan Kapasitor terjadi tiga kondisi gambar-3.56 . Pertama kondisi dimana reaktansi X C X L , arus cabang I BL I BC , rangkaian lebih induktif. Kedua ketika reaktansi X L =X C , arus cabang I BL =I BC saling meniadakan, besarnya arus maksimum, beban hanya Resistor saja. Ketiga ketika reaktansi X L X C , arus cabang I BC I BL , rangkaian lebih kapasitif. Grafik impedansi Z berbentuk puncak saat terjadi frekuensi resonansi di titik f r . Arus total I berbentuk lengkung kebawah, harga minimum terjadi dititik frekuensi resonansi f r . Gambar 3.55 : Diagram Arus Resonansi Contoh: Induktor L= 1H dirangkai paralel dengan Kapasitor C = 22 nF. Hitunglah a besarnya frekuensi resonansi. b. jika frekuensi ditetapkan 50 Hz, induktor L= 1H, hitung besarnya nilai Kapasitor agar terjadi kondisi resonansi ? Jawaban : a. C L f r . . 2 1 S = nF H 22 . 1 . 2 1 S = : : 10 . 22 . 1 . 2 1 9 s s S = 1.037 Hz b. Ÿ C L r . 1 2 Z C = L f L r . . 2 1 . 1 2 2 S Z = s s : . 1 . 1 50 . 2 1 2 S = 10,1 μF Di unduh dari : Bukupaket.com Dasar Listrik Arus Bolak Balik 3-45

3.8. Sistem Listrik Tiga Fasa