CATATAN FISIKA KELAS 12 : RANGKAIAN RLC

www.canva.com

RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK

Arus bolak-balik adalah arus listrik yang mengalir dalam dua arah dan nilainya selalu berubah-ubah sesuai dengan fungsi waktu.

1. SUMBER ARUS

• Sumber arus searah (DC) yaitu sumber arus yang tegangannya tetap terhadap waktu dan frekuensi sudutnya dianggap nol
• simbol :
  
• Sumber arus bolak-balik (AC) yaitu sumber arus yang tegangannya selalu berubah-ubah sesuai dengan fungsi waktu
• simbol :

         

2. NILAI EFEKTIF DAN NILAI MAKSIMUM 

Nilai efektif : nilai yang ditunjukkan oleh voltmeter /amperemeter 

Nilai maksimum : nilai tegangan PLN

contoh :

V(t) = 100 sin (30t) artinya :

• nilai tegangan maksimum = 100 volt
• frekuennsi sudut = 30 rad/s
• nilai tegangan efektif 

      

• tegangan sesaat berubah diantara 0 dan 100 volt

NILAI RATA-RATA :

OSILOSKOP 

adalah alat ukur elektronika yang digunakan untuk memperoyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari

Contoh : 1

Perhatikan gambar berikut ini !

Sebuah osiloskop diatur sehingga penguat sinyal vertikal 2 V/ cm dan waktu sapu horizontal 10 ms/cm. Ketika suatu sinyal diberikan pada masukan terminal tegangan osiloskop, terlihat pada layar gambar seperti diatas.  Tentukanlah :

a. tegangan maksimum, tegangan efektif dan tegangan rata-rata

b. tegangan puncak ke puncak

c. frekuensi sinyal  

jawab :

a.

b. 

c. 

contoh 2 :

Sebuah elemen 6 volt dan sebuah generator AC dengan tegangan efektif 6 volt disusun seri seperti pada gambar . Tegangan V yang dihasilkan adalah ...

A. 0 volt

B. 12 volt

C. 6 (1 + √2 sin wt ) volt

D. 6 (1 + sin wt ) volt

E. 6 (1 - sin wt ) volt

jawab :

tegangan efektif generator AC 6 volt maka nilai : V maks = Vef x √2 = 6√2

tegangan DC tetap = 6 V

Karena seri maka nilai V tinggal dijumlahkan sehingga 

V = V maks sin wt + V elemen

   = 6√2 sin wt + 6

   = 6 ( 1 +  √2 sin wt) volt

2. SIFAT RESISTOR, INDUKTOR DAN KAPASITOR

a. RESISTOR(R)

• Hambatan resistor pada sumber AC dan DC adalah sama yaitu resistansi R
• Resistor mendisipasikan energi, mengubah  energi listrik menjadi bentuk energi lain (kalor)
• 

b. INDUKTOR (L)

• Hambatan dari sebuah induktor disebut dengan reaktansi induktif  (XL)
• Nilai hambatan induktor berbeda untuk sumber AC dan DC. Pada sumber DC induktor tidak memiliki hambatan

• induktor memiliki besaran yang disebut induktansi diri (L) dalam satuan Henry (H)
• simbol :

                   

c. KAPASITOR (C)

• Hambatan dari sebuah kapasitor disebut dengan reaktansi kapasitif (Xc)
• Nilai hambatan kapasitor berbeda untuk sumber AC dan sumber DC. Pada sumber DC hambatan kapasitor menjadi tak hingga, sehingga tidak ada arus listrik yang mengalir melalui kapasitor

• Kapasitor memiliki besaran yang disebut kapasitansi C satuannya Farad
• Pada rangkaian DC semua komponen yang terhubung seri dengan kapasitor dapat diabaikan (dibuang)
• simbol :

contoh :

Hitunglah hambatan pengganti dari A ke B gambar berikut !

jawab :

Bentuk rangkaian menjadi seperti gambar berikut :

sehingga besar hambatan pengganti total adalah 10 ohm.

JENIS-JENIS RANGKAIAN

A. R - L

B. R - C

c. R - L - C

• jika sejumlah komponen disusun seri, maka kuat arus listrik yang mengalirpada tiap komponen adalah sama

• beda potensial masing-masing komponen menjadi :

• Hambatan total ( Z) / impedansi :

contoh soal 

Perhatikan gambar di bawah ini !

Resistor 8 𝝮, induktor 32 mH dan kapasitor 800 𝝻F disusun seri lalu dihubungkan dengan sumber tegangan berfrekuensi 125 rad/s dan tegangan 120 volt. Arus maksimum yang mengalir pada rangkaian adalah ...

jawab :

SIFAT RANGKAIAN R - L - C SERI

Ada 3 kemungkinan sifat rangkaian RLC seri

• Bila XL>XC atau VL>VC, maka rangkaian bersifat induktif. Tg θ positif, demikian juga θ positif. Ini berarti tegangan mendahului kuat arus.
• Bila XL<XC atau VL<VC, maka rangkaian bersifat Kapasitif. Tg θ negatif, nilai θ negatif. Ini berarti kuat arus mendahului tegangan
• Bila XL=XC atau VL=VC, maka rangkaian bersifat resonansi. tgθ = 0 dan θ = 0, ini berarti tegangan dan kuat arus fasenya sama

Okay good learner😊 Semoga catatan ini bermanfaat dan bisa jadi referensi belajar kalian ya. Selamat belajar !