tugas individu rangkaian listrik "analisis rangkaian AC"

ANALISIS RANGKAIAN AC

Rangkaian Listrik Arus Bolak Balik

Arus bolak balik adalah arus yang amplitude dan polaritasnya berubah terhadap waktu. Perubahan perubah tersebut biasa terjadi secara teratur maupun secara tidak teratur. Betuk gelombang dari listrik arus bolak balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memmungkinkan pengaliran energi yang paing efesien. Namun dalam aplikasi – aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat dgunakan, misalnya bnetuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).

Frekuensi dan Periode

Kebanyakan arus bolak balik yang dipakai adalah arus yang berubah terhadap waktu secara periodik. Arus bolak balik mempunyai tiga karakteristik, yaitu:

1.       Amplitudo

2.       Frekuensi

3.       Fasa

Arus bolak balik yang berubah secara periodik, amplitudonya berubah secara teratur dari nol naik ke harga maksimum lalu menurun sampai harga minimum kemudian naik lagi ke harga maksimum begitu setrusnya secara berulang ulang dengan selang waktu yang sama.

Frekuensi adalah jumlah cycle (gelombang) dalam 1 detik. Frekuensi mempunyai satuan Hz dan diberi notasi f. Frekuensi yang digunakan ada sistem tenaga listrik (standar) adalah 50 Hz (seperti PLN) dan 60 Hz (seperti di Amerika dan Jepang). Jadi :

             Periode adalah waktu yang diperlukan untuk 1”cycle (gelombang)” putaran penuh, dan diberi notasi T. Satuan dari periode adalah detik. Jadi:

            

              Amplitudo dapat didefinisikan sebagai jarak atau simpanagn terjauh dari titik kesetimbangan dalam gelombang sinusoidal.

Hukum Kirchoff Pada Sistem Arus Bolak Balik

                Hukum kirchoff tetap berlaku juga pada sistem arus bolak balik, yang perlu diperhatikan adalah penjumlahan dari komponen komponen arus atau tegangan harus memperhatikan sudut fasa dari masing – masing komponen tersebut (tidak bisa dijumlahkan secara langsung).

                Besaran – besaran yang dapat dihitug pada rangkaian R-L-C adalah sebagai berikut:

a.    

Sudut Fase Tegangan dan Arus

            pada sistem arus searah (DC) tidak dikenal adanya perbedaan sudut fase anatara arus dan tegangan. Tetapi pada sistem arus bolak balik (AC),  arus dan tegangan memiliki sudut fase (terhadap suatu referensi) serta perbedaan fase/sudut fase =  dan menjadi referensi sudut fase. Namun demikian, dalam diagram vektor ataupun perhitungan adakalanya perlu disebutkan fasor mana yang menjadi titik referensi. Bila sudut tegangan sumber dijadikan rerfernsi, maka sudut fase arusnya tergantung dari jenis beban yang dicatu.

                Dalam suatu rangkaian beban yang terdiri dari komponen R, L, dan C, sudut fase ditentukan oleh reaktansi yang lebih dominan. Bila reaktansi kapasitif lebih dominan, maka fase arus akan mendahului tegangannya a9beda sudut fase positif).

                Pada kondisi ini dikatakan bahwa memounyai faktor kerja leading. Selanjunya apabila reaktansi induktifnya yang lebih dominan, maka arus bebabn akan tertinggal/terbelakangterhadap tegangan sumbernya, dan beda sudut fase adalaha negatif. Faktor kerja beban induktif adalah lagging.

Macam Beban Rangkaian Listrik

a.       Beban Resistif Murni (R)

Beban resistif yaitu beban yang terdiri dari komponen tahanan ohm saja (resistansi). Beban jenis ini hanya menkonsumsi beban aktif saja dan mempunyai faktor daya sama dengan satu. Beban resistif murni membuat fase arus sama dengan fase tegangannya atau tegangan dan arus sefasa.

b.       Beban Induktif (L)

Beban induktif yaitu beban yang tediri dari kumparankawat yang dililitkan pada suatu inti, seperti coil transformatir dan solenioda. Beban ini mengakibatkan fasa (phase shif) pada arus sehingga bersifat lagging. Hal ini disebabkan oleh energi yang tersimpang berupa medan magnetis akar mengakibatkan fasa arus bergeser menjadi tertinggal terhadap tegangan.

c.       Beban Kapasitif (C)

Beban kapasitif yaitu beban yang memiliki kemampuan kaapasistansi atau kemampuan untuk menyimpan energi yang berasal dari pengisian elektrik (electrical discharge) pada suatu sirkuit komponen ini dapat menyebabkan arus leading terhadap tegangan.

Daftar Pustaka: Dorf C. Richard, James A. Svodoba, 1996, introduction to Electric Circuits,3rd Edition, John Wiley & Sons, Singapore