listrik bolak-balik alternating current (ac)

Arus/Tegangan Bolak-Balik
 Arus/tegangan bolak-balik adalah arus/tegangan
yang besar/nilainya selalu berubah-ubah secara
periodik. Simbol tegangan bolak-balik adalah ~
dan dapat diukur dengan Osiloskop (mengukur
tegangan maksimumnya).
 Dalam bentuk diagram, arus bolak-balik dinyatakan
dengan
grafik
sinus
(cosinus),
karena
perubahannya secara periodik seperti fungsi
sinus/cosinus.
Generator AC
 Generator adalah alat yang dapat
menimbulkan/menghasilkan sumber
tegangan.
V  Vmax sin t
 = 2f = frekuensi anguler
f = frekuensi
 Arus Bolak-Balik (I) yang mengalir
adalah :
V Vmax
I 
sin t  I max sin t
R
R
Daya Rata-rata
 Daya yang dikirimkan ke resistansi R pada setiap
saat adalah :
P  I R  I max sin t  R  I
2
2
2
max
R sin t
2
 Karena arus bernilai kuadrat, nilai dayanya selalu
positif. Kuantitas sin2 t bervariasi antara 0 dan 1.
Daya rata-ratanya adalah :
P  12 I
2
max
R
atau
1 Vm2ax
P 
2 R
Arus dan Tegangan Rata-Rata
 Arus dan tegangan rata-ratanya dari listrik AC adalah :
I  I
2
1
2
2
max
V
2
 V
1
2
2
max
 Nilai efektif (nilai rms) arus dan tegangan AC adalah :
I rms  I
Vrms  V
2
2
1

I max  0,707 I max
2
1

Vmax  0,707 Vmax
2
Contoh Soal
Hitung resistansi dan arus puncak dalam sebuah hair
dyer 1000 W yang dihubungkan dengan tegangan 220
V. Apa yang terjadi jika alat tersebut dihubungkan ke
tegangan 240 V?
 Jawab :
P 1000 W
I rms 

 4,55 A
Vrms
220 V
sehingga
I max  2 I rms  1,414 X 4,55  6,435 A
 Dari Hukum Ohm, resistansi alat adalah :
Vrms
220
R

 48,35 
I rms 4,55
Reaktansi Induktif
 Reaktansi Induktif :
Hambatan induktor pada
rangkaian arus bolak-balik.
XL = L = 2f.L
 Tegangan dan Arus pada
Induktor :
V = Vmax sin t
I = Imax sin(t-90°)
 Jadi beda fase dalam rangkaian
induktif 90° (arus ketinggalan 90°
dari tegangan)
Reaktansi Kapasitif
 Reaktansi Kapasitif :
Hambatan kapasitor pada
rangkaian arus bolak-balik.
XC = 1/(C) = 1/(2f.C)
 Tegangan dan Arus pada
Kapasitor :
V = Vmax sin t
I = Imax sin(t+90°)
 Jadi beda fase dalam rangkaian
kapasitif
adalah
90°
(arus
mendahului 90° dari tegangan)
Diagram Fasor
 Fasor adalah suatu metoda penggambaran tegangan
dan arus pada suatu rangkaian AC secara vektor.
I dan VR mempunyai beda fase nol sehingga vektornya
digambarkan berhimpit.
Diagram Fasor
 I dan VL berbeda fase 90° sehingga vektor-vektor
digambarkan tegak lurus (letak VL dan I tidak boleh
dipertukarkan)

Diagram Fasor
 I dan Vc berbeda 90° sehingga vektor-vektornya 
(tidak bisa dipertukarkan).
Rangkaian Seri : R, L dan C
 Diagram fasor dari
rangkaian seri R, L, C
IMPEDANSI RANGKAIAN :
Z = R² + (XL-XC)²]
BEDA FASE RANGKAIAN :
tg q = (XL - XC)/R
TEGANGAN RANGKAIAN
(penjumlahan vektor-vektor VL, Vc
dan VR) :
V = [VR² + (VL - VC)²]
Kesimpulan
 Jika :
XL > XC maka tg  positif berarti tegangan mendahului arus
(rangkaian bersifat induktif).
XL < XC maka tg  negatif berarti arus mendahului tegangan
(rangkaian bersifat kapasitif).
XL = XC maka tg  = nol sehingga Z = R. Jadi di dalam
rangkaian hanya ada hambatan R dan dikatakan pada
rangkaian terjadi resonansi seri (rangkaian bersifat
resistif).
 FREKUENSI RESONANSI :
1
f 
2
1
LC