Home » » Listrik Arus Bolak-Balik (AC)

Listrik Arus Bolak-Balik (AC)

Written By Harso Adjie Brotosukmono on Sabtu, 05 Desember 2015 | 14.43


Karena listrik arus searah (Direct Current, DC) dinilai tidak efektif untuk transmisi tegangan tinggi, maka munculah sistem transmisi menggunakan listrik arus bolak-balik (Alternating Current, AC) yang digagas oleh Nikola Tesla bersama Insinyur elektro lainnya di Westinghouse Electric Corperation.

Saat ini, Listrik AC dipakai secara luas hampir oleh seluruh sistem transmisi listrik di semua negara, termasuk Indonesia. Listrik AC lebih mudah dibangkitkan daripada listrik DC, karena ditemukannya Induksi Elektromagnetik. Hampir semua Pembangkit Listrik, termasuk PLTN, menggunakan energinya untuk menggerakan turbin, yang akhirnya oleh generator arus bolak-balik diubah menjadi arus listrik bolak-balik, menggunakan prinsip Induksi Elektromagnetik.

Besaran Listrik AC

Arus dan Tegangan Bolak-Balik

Grafik Sinusoidal Tegangan Bolak-Balik.

Arus dan Tengangan pada AC berubah-ubah secara periodik, membentuk grafik sinusoidal dimana arus dan tegangan berubah terhadap waktu, karena adanya sudut fase. Tegangan bolak-balik ini hanya bisa dilihat melalui osiloskop.

Besarnya arus dan tegangan bolak-balik adalah:



Nilai Efektif

Ketika grafik diukur dengan AVO-meter, jaruh AVO-meter tidak akan bergerak-gerak melainkan menunjukkan suatu nilai yang konstan, nilai tersebut adalah Nilai Efektif yang merupakan akar rata-rata (root mean square) dari seluruh kemungkinan nilai-nilai Arus/Tegangan bolak-balik.

Besarnya nilai efektif arus dan tegangan bolak-balik adalah:

          

Rangkaian RLC

Sirkuit RLC.

Rangkaian RLC merupakan rangkaian listrik yang terdiri atas Resistor (R), Induktor (L), dan Kapasitor (C). Pada tingkat SMA kita hanya mempelajari rangkaian RLC dalam bentuk seri. Dimana ternyata, Induktor dan Kapasitor yang tidak memberikan pengaruh terhadap arus DC, memberikan pengaruh terhadap arus AC. Pengaruh tersebut disebut reaktansi (X) yang memiliki satuan ohm (Ω).

Reaktansi Resistor, Induktor, dan Kapasitor terhadap listrik DC dan AC diberikan dalam tabel berikut:

Jenis Arus Resistor Induktor Kapasitor
DC 
(f = 0)
(tidak dianggap)

(memutus arus)

AC
(f ≠ 0)

X_{C} = \frac{1}{\omega.C}


dengan:
L = Induktansi Diri (H)
C = Kapasitansi (F)

Impedansi RLC

Hambatan gabungan dari Resistor, Induktor, dan Kapasitor disebut sebagai Impedansi (Z). Nilai Impedansi dapat dicari melalui analisa vektor R, XL, dan XC yang akhirnya didapatkan persamaan impedansi:


Rangkaian RLC memiliki sudut fase φ yang bernilai:


Sifat Rangkaian RLC

Rangkaian RLC memiliki 3 kemungkinan sifat, yaitu:
  • Rangkaian Induktif (XL > XC), maka tegangan mendahului arus
  • Rangkaian Kapasitif (XC > XL), maka arus mendahului tegangan
  • Rangkaian Resistif (XC = XL), maka terjadi resonansi (arus dan tegangan sefase)

Keadaan Resonansi

Ketika XC = XL, maka arus dan tegangan akan sefase, maka terjadilah resonansi rangkaian dan menyebabkan kemunculan frekuensi resonansi yang nilainya:


dengan
L = Induktansi Diri (H)
C = Kapasitansi (F)

Daya Listrik AC

Untuk menghitung Daya Listrik AC, maka harus digunakan tegangan dan arus efektif, karena daya listrik tidak mungkin berubah-ubah seiring waktu. Daya AC dirumuskan dalam:


dengan:
Vef = Tegangan efektif (V)
Ief = Arus efektif (A)
φ = sudut fase

atau bila diturunkan menjadi:


dengan:
R = Resistansi Resistor (Ω)

0 comments :

Posting Komentar

Brotot Facts: