ARUS BOLAK - BALIK

Arus bolak balik pada dasarnya adalah arus yang memiliki arah berubah-ubah secara teratur, besar arusnya berubah berdasarkan waktu. Sinyal yang umum teratur adalah sinyal sinusoidal.

I = Im Sin(t)

Nilai arus berkisar dari maksumumnya(Im) sampai minimum (0)

BENTUK SINYAL ARUS AC

dc t - Io ac

t

Nilai efektif dan RMS

• Secara umum arus maupun tegangan dinyatakan dalam akar kuadrat rataan (rms) daripada nilai maksimumnya

• Contoh. Sinyal arus dinyatakan dalam I=20 sin4t. Maka tentukan – Arus maksimum– Arus efektif/rms– Frekuensi arus tersebut

mV2

1rmsV

Analisa Fasor• Dalam analisa listrik bolak-balik cukup

rumit, maka yang mudah adalah dengan teknik fasor

• Teknik ini menggambarkan besarnya besaran listrik beserta sudut beda fasanya untuk bentuk fungsi sinusoidal yang sama

• Misal I1 =2 sin 1t dan I2 = 4 sin 2t

• Bisa diganti menjadi Itot =[(22+42) ]sin t

2

4

1

2

Daya listrik

• Daya secara perhitungan dipengaruhi tegangan dan arus

• P = V.I• Dengan melihat sinyal listrik yang umum

maka daya akan berupa fungsi trigonometeri

• Sementara daya rata-rata = beda fasa arus dan tegangan

cosIV rmsrmsrmsP

Contoh

• Diketahui sinyal arus dan tegangan sefasa• I =2 sin 30t • V = 4 sin 30t

• Tentukan daya dan daya rata-ratanya

• Jawab • P = V. I = [2 sin 30t ] [4 sin 30t]= 8

[sin30t]2

wattP

P

rms

rms

4

0cos]2

2][

2

4[cosIV rmsrms

Elemen rangkaian

• Elemen rangkaian terbagi atas pasif dan aktif

• Elemen pasif seperti kapasitor, induktor dan resistor

• Komponen aktif seperti dioda dsb

Respon Resistor

• Sinyal arus memiliki fasa yang sama dengan tegangan sehingga beda fasanya nol

• Sehingga grafik arus tidak ketinggalan terhadap tegangan

Contoh

• Sebuah resistor berdaya tinggi dipasang pada sebuah sumber tegangan AC dengan tegangan efektif 22 volt frekuensi 30 Hz. Jika besar resistor tersebut 100 Ohm. Tentukan fungsi persamaan arusnya

Respon Kapasitor

Contoh

• Sebuah Kapasitor dipasang pada sebuah sumber tegangan AC dengan tegangan maksimum 10 volt frekuensi 50 Hz. Jika nilai kapasitor tersebut 10 F. Tentukan fungsi persamaan arusnya

Respon Induktor

Contoh

• Sebuah Induktor dipasang pada sebuah sumber tegangan AC dengan tegangan efektif 52 volt frekuensi 20 Hz. Jika besar Induktansinya 100 mH. Tentukan fungsi persamaan arusnya

Rangkaian RC

Contoh

• Sebuah resistor 100 dan kapasitor 10 mF dirangkai seri dengan sumber tegangan efektif 20 V berfrekuensi [1/2] Hz. Tentukan

• Impedansi total

• Arus efektif

• Beda fasa

Rangkaian RL

Contoh

• Sebuah Resistor 100 dan Induktor 10 mH dirangkai seri dengan sumber tegangan efektif 20 V berfrekuensi [1/2] Hz. Tentukan

• Impedansi total

• Arus efektif

• Beda fasa

Rangkaian RLC

Contoh

• Resistor 100, induktor 10 mH dan kapasitor 10 mF dirangkai seri dengan sumber tegangan efektif 20 V berfrekuensi [1/2] Hz. Tentukan

• Impedansi total

• Jika frekuensi diubah-ubah maka berapa fekuensi resonansinya?

Generator AC• Generator arus AC merupakan alat yang bisa menghasilkan

arus bolak balik

• Prinsip kerjanya berbasis perubahan fluks magnetik yang menghasilkan tegangan yang berubah-ubah sesuai dengan kecepatan perubahan fluks magnetiknya

Alat ukur AC

• Pengukuran sinyal listrik AC bisa digunakan dengan Osciloscop

• Pada alat ini ditampilkan bentuk sinyal sinusoidal dari tegangan

Simulasi Osciloscope