Rangkaian Arus Bolak-Balik

Pada rangkaian arus bolak–balik, terdapat hambatan yang disebut impedansi Z dalam satuan ohm yang terdiri atas hambatan murni R ( resistor dalam ohm) hambatan induktif $X_L$ (induktor dalam ohm), dan hambatan kapasitif $X_C$ (kapasitor dalam ohm)

Rangkaian Resistif Murni

JIka sebuah rasistor diberi tegangan bolak-balik, arus listrik dan tegangan nya sefase. Hal ini dikarenakan nilai tegangan dan arus akan mencapai nilai maksimum atau minimum pada waktu yang bersamaan.

Berikut gambar rangka dan grafik yang bersifat resistif murni.

Sesuai dengan konsep hukum Ohm, maka berlaku persamaan

 ${{I}_{ef}}={\frac {{V}_{ef}} {R}}$

 ${{I}_{m}}={\frac {{V}_{m}} {R}}$

Contoh Soal

Perhatikan gambar rangkaian listrik AC berikut

Rangkaian Induktif Murni

Berikut adalah gambar rangkaian dan grafik keluaran yang bersifat induktif murni

 ${{I}_{ef}}={\frac {{V}_{ef}} {{X}_{L}}}$

 ${{I}_{m}}={\frac {{V}_{m}} {{X}_{L}}}$

$X_L= \omega L$ L= Induktor (Henry) dan $X_L$ = Reaktansi Induktor(Ohm)

Rangkaian Kapasitif Murni

Berikut adalah gambar rangkaian dan grafik keluaran yang bersifat Kapasitif murni

 ${{I}_{ef}}={\frac {{V}_{ef}} {{X}_{L}}}$

 ${{I}_{m}}={\frac {{V}_{m}} {{X}_{L}}}$

$X_C= \frac{1}{ \omega \,C}$ C = Kapasitor (Farad) dan $X_C$ = Reaktansi kapasitor(Ohm)

Sebuah kapasitor 50 μF dihubungkan dengan teganagn AC. Kuat arus listrik yang mengalir memenuhi persamaan I(t) = 2 sin 100t. Tentukan tegangan maksimum pada kapasitor!

Rangkaian RLC

Rangkaian arus bolak–balik adalah sebuah rangkaian listrik yang terdiri dari satu atau beberapa komponen elektronika yang dihubungkan dengan sumber arus bolak–balik. Komponen elektronika tersebut dapat berupa resistor R (hambatan murni), induktor L atau kapasitor C.

Untuk memudahkan analisa pada rangkaian RLC digunakan diagram fasor (diagram fase vector) seperti gambar di bawah ini:

Dengan menganalisa gambar diagram vasor di atas dapat diperoleh

Tegangan Efektif $V={\sqrt {{V}^{2}_{R}}}+{{\left ( {{{V}_{L}}-{{V}_{C}}} \right )}^{2}}$
Impedansi $Z={\sqrt {{R}^{2}}}+{{\left ( {{{X}_{L}}-{{X}_{C}}} \right )}^{2}}$

Sehingga Kuat Arus I yang menglir pada rangkaian seri RLC tersebut dapat ditulis dengan persamaan

 $I={\frac {V} {Z}}$

 $X_L=X_C$

 $\omega L= \frac{1}{ \omega \,C}$

 $\omega ^2= \frac{1}{L\,C}$

 $2{\pi }f={\sqrt {\frac {1} {LC}}}$

 $f={\frac {1} {2{\pi }{\sqrt {LC}}}}$

Contoh Soal

Perhatikan gambar rangkaian seri RLC berikut!

Berdasarkan rangkaian seri RLC di atas, Tentukan arus I maksimum yang mengalir pada rangkaian tersebut dan sifat rangkaian tersebut!