HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN IMPEDASI DAN KUAT ARUS PADA LISTRIK BOLAK BALIK
HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN IMPEDASI DAN KUAT ARUS PADA LISTRIK BOLAK BALIK
Mengamati arus bolak-balik
Apabila suatu rangkaian arus bolak-balik diamati dengan alat ukur listrik amperemeter DC
dan osiloskop dengan pemasangan seperti gambar maka dapat kita lihat pada kedua alat ukur
sebagai berikut :
Pada Amperemeter DC, jarumnya tetap menunjukkan angka nol artinya alat ini tidak dapat menunjukkan nilai arus yang mengalir karena arah arus berubah-ubah.
► Pada Osiloskop, layarnya menunjukkan gambar grafik sinusoidal. Bila lebih lanjut kita amati garis-garis skala pada layer osiloskop itu, maka dapat terlihat pula nilai tegangan maksimum dan frekuensi arus / tegangan bolak-balik tersebut.
Dari hasil pengamatan tersebut dapat disimpulkan bahwa arus / tegangan bolak-balik adalah arus
/ tegangan yang nilainya selalu berubah-ubah terhadap waktu secara periodik. Nilai arus /
tegangan berubah dari nilai nol sampai dengan nilai maksimum.
Disebut arus / tegangan bolak-balik karena arus ini mengalir bolak-balik setiap selang waktu
tertentu sesuai dengan frekuensi sumbernya. Apabila frekuensi sumbernya
50 Hz maka berarti arah arus setiap detik berubah 50 kali.
1.2. Arah dan tegangan sinusoidal
Sumber arus bolak balik adalah generator AC, yang dapat menghasilkan ggl induksi dan berprinsip pada hukum Faraday serta grafiknya berupa fungsi sinusoida yaitu sebagai berikut
Besar tegangan/arus sesaat dinyatakan :
V = Vmaks . sin ωt
I = I maks . sin ωt
Persamaan tersebut merupakan fungsi sinus seperti pada grafik, oleh karena itu ggl induksinya disebut ggl sinusoidal atau arus dan tegangan sinusoidal.
harga sin ωt disebut sudut fase.
1.3 Nilai Efektif dan nilai Maksimum
a. Nilai maksimum dan frekuensi
Dengan osiloskop dapat diamati nilai maksimum arus / tegangan dan frekuensinya, yang tergambar dalam bentuk garis cahaya ( trace ) pada layarnya.
Gambar di atas menunjukkan tampilan layar osiloskop. Garis skala vertical adalah garis skala untuk tegangan dan garis skala horizontal untuk skala waktu.
Misalkan untuk skala tegangan diatur 2 volt/garis skala dan skala waktu diatur 5 mili detik/garis skala. Kemudian “test head” osiloskop disentuhkan pada rangkaian arus bolak-balik secara parallel dan nampak pada layar grafik sinusoidal seperti pada gambar diatas.
b. Nilai efektif
Yang dimaksud nilai efektif arus / tegangan bolak-balik adalah kuat arus / tegangan yang dianggap setara dengan arus / tegangan searah yang menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu penghantar dalam waktu yang sama. Hubungan arus / tegangan efektif dengan arus / tegangan maksimum dinyatakan dengan persamaan :
Veff = 0.707 V maks
I eff = 0.707 I maks
Dengan :
I ef = arus efektif ( ampere )
I m = arus maksimum ( ampere )
V ef = tegangan efektif ( volt )
V m = tegangan maksimum ( volt )
2. Macam-macam beban dalam rangkaian AC
Yang dimaksud dengan diagram Fasor (diagram vector) yaitu vector yang dapat berputar dengan arah berlawanan jarum jam.
2.1. Resistor dalam rangkaian AC:
Jika sebuah resistor (hambatan) dilalui arus bolak-balik, maka tegangan dan
arusnya dikatakan sefase, sehingga secara vector berimpit.
Hukum Ohm pada beban ini menjadi : V = I . R
V = Vmaks . sin ωt
I = I maks . sin ωt
V sefase dengan i
Ket : V = potensial listrik (V)
I = kuat arus listrik (A)
R = hambatan (Ω)
2.2. Induktor dalam rangkaian listrik AC
Jika sebuah induktor dilalui arus bolak-balik, maka fase tegangan akan mendahului 90o terhadap arusnya (leading), sehingga diagram fasor dan kurvanya ditunjukkan seperti gambar dibawah ini :
V = Vm . sin ωt
► i = im . sin ( ωt – 900 )
► V mendahului i dengan beda fase 900
Hukum Ohm pada rangkaian ini menjadi : V = I.XL sedang XL = 2πf.L
dimana : XL = reaktansi induktif (Ω)
L = Induktansi (Henry)
f = frekuensi (Hz)
L = Induktansi (Henry)
f = frekuensi (Hz)
2.3. Kapasitor dalam rangkaian listrik AC
Jika sebuah kapasitor dilalui arus bolak-balik, maka fase tegangan akan
tertinggal 90o terhadap arusnya (lagging), sehingga diagram fasor dan kurvanya adalah
seperti dibawah
tertinggal 90o terhadap arusnya (lagging), sehingga diagram fasor dan kurvanya adalah
seperti dibawah
Hukum Ohm pada rangkaian ini menjadi : V = I Xc
► V = Vm . sin ωt
► i = im . sin ( ωt + 900 )
► V tertinggal i dengan beda fase 900
3. Perumusan impedansi RLC seri
Dalam rangkaian AC jarang kita jumpai adanya beban murni, biasanya merupakan kombinasi dari beberapa beban, sehingga kita mengenal pengertian impedansi rangkaian (Z) yang merupakan beban gabungan tadi, dengan begitu kita juga mengenal factor daya yang besarnya :
Cos θ = R / Z dimana : Cos θ = factor daya
R = hambatan (ohm)
Z = impedansi (ohm)
3.1. Rangkaian seri R-L :
Pada gambar dibawah ini menunjukkan sebuah hambatan murni R dirangkai
seri dengan inductor L dihubungkan pada listrik AC.
Dalam rangkaian ini diketahui bahwa :
► arus i sefase dengan tegangan VR
► arus i ketinggalan 900 oleh tegangan V
Faktor Daya (Cos θ ) = R/Z =VR/V
3.2. Rangkaian seri R-C :
Suatu hambatan murni yang dirangkai seri dengan kapasitor yang mempunyai
kapasitas C dihubungkan dengan tegangan AC.
Dalam rangkaian ini diketahui bahwa :
► arus i sefase dengan tegangan VR
► arus i mendahului 900 terhadap tegangan VC
Impedansi Z = V / I
Faktor Daya (Cos θ ) = R/Z =VR/V
https://www.google.co.id/search?q=wikipedia+HUBUNGAN+ANTARA+TEGANGAN+IMPEDANSI+DAN+KUAT+ARUS+PADA+LISTRIK+BOLAK+BALIK&spell=1&sa=X&ved=0ahUKEwjSp8fHnP3XAhUC5o8KHYbEBMkQvwUIIygA&biw=1335&bih=655
Comments
Post a Comment