Arus Bolak Balik: Rangkaian, Rumus, & Teladan Soal

Hai sahabatku semua

Pada peluang kali ini  kita akan membahas ihwal arus bolak balik

Oke pribadi saja ya kita mulai membicarakan bahan tersebut

Pengertian Arus Bolak Balik

Sekarang ini listrik ialah sarana penunjang kebituhan yang sangat penting bagi kehidupan insan.

Listrik sendiri terdiri daridua jenis yakni: listrik searah DC dan listrik bolan balik AC.

Kali ini kita hanya akan fokus pada arus bolak balik dimana mempunyai definisi arus dan tegangan listrik yang besarnya berubah terhadap waktu dan mengalir dalam dua arah.

Bentuk dari sinyal atau gelombang arus listrik bolak balik secara ideal berbentuk sinusoidal.

Bentuk gelombang sinusoidal ini menyebabkan pengaliran energi yang efisien. Listrik berarus bolak balik secara biasa dihasilkan oleh generator listrik milik PLN atau mitranya.

Arus bolak balik dapat dianalisi dengan rangkaian mirip berikut ini

Rangkaian Arus Bolak Balik

Rangkaian Resistor

Rangkaian resistor jikalau dihubungkan dengan arus bolak balik maka akan menghasilkan penurunan potensial listrik dalam rangkaian atau kata lain sebagai pembatas arus yang masuk.

Rangkaian Resistor

Rangkaian Induktor

Sebuah induktor juga memiliki nilai hambatan yang umum disebut reaktansi  induktif saat dialiri arus bolak balik.

Nilai hambatan inductor ini bergantuk pada frekuensi sudut dari arus bolak  balik.

Rangkaian Induktor

Rangkaian Kapasitor

Rangkaian kapasitor ialah rangkaian yang unikdimana rangkaian ini  dapat menyimpan energi listrik sementara.

Kapasitor kalau dialiri arus bolak  balik akan menjadikan resistansi semu  atau biasa  disebut reaktansi kapasitif.

Nilai dari reaktansi kapasitif bergantung dari kapasitas kapasitor dan frekuensi  sudut.

Rangkaian Kapasitor

Setelah kita mempelajari pengertian dan berbagai rangkaian arus bolak balik beserta diagramnya mari kita mulai menerapkannya padapersamaan matematis guna menyelesaikan dilema yang terjadi pada kehidupannyata.

Baca juga Efek Compton.

Rumus Arus Bolak Balik

Terdapat beberapapersamaan matematis dalam arus bolak balik diantaranya ialah:

Persamaan Umum

V = Vmax sin ωt

Rumus Arus Melalui Resistor

IR = VR/R

IR = Vm/R sin ωt

IR = Im sin ωt

Rumus Tegangan Melalui Resistor

VR = Vm sin ωt

Rumus Arus Melalui Induktor

IL = Vm sin (ωt-1/2 π) /ωL

IL = Im sin (ωt-1/2 π)

Rumus Tegangan Melalui Induktor

VL = Vm sin ωt

Rumus Arus Melalui Kapasitor

IC = ω C Vm sin (ωt+1/2 π)

IC = Im sin (ωt
+1/2 π)

Rumus Tegangan Melalui Kapasitor

VC = Vm sin ωt

Dimana

  • C = kapasitor
  • L = Induktor
  • R = Resistor
  • I = Arus (A)
  • V = Tegangan (V)
  • ω = frekuensi sudut
  • t = waktu (s)

Baca juga Gaya Sentripetal & Sentrifugal.

Contoh Soal Arus Bolak Balik

1. Sebuah generator menghasilkan tegangan sinusoidal dengan persamaan V = 200 sin 200t. Berapa nilai dari:

  • Vmax
  • Frekuensi tegangan

Pembahasan

Diketahui

V = 200 sin 200t

Penyelesaian

Persamaan lazim tegangan AC

V = Vmax sin ωt

Dari sini kita mampu menyimpulkan bahwa tegangan maksimumatau Vmax bernilai 200V

ω = 200

2 pi f = 200

f = 100/pi

f = 31.81 Hz

Jadi frekuensi gelombang tersebut bernilai 31.81 Hz

2. Perhatikan gambar dibawah ini

Contoh Soal Arus Bolak Balik

Jika tegangan maksimum sumber arus bolak-balik = 220 V, maka besar kuat arus maksimum yang mengalir pada rangkaian yaitu….

Pembahasan

Diketahui

R = 60 Ω

XL = 240 Ω

XC = 40 Ω

Vmax = 220 V

Penyelesaian

Z = sqrt (602+(240-40)2)

Z = sqrt (602+2002)

Z = 208.81 Ω

Im = Vm/Z

Im = 220 / 208.81

Im = 1.1 A

Jadi nilai arus yang mengalir pada rangkaian ialah 1.1 A

Mungkin itu saja pembahasan arus bolak balik. Baca juga Energi Kinetik.

Semoga berguna

  Hukum Bernoulli