Arus dan Tegangan AC

SOAL – SOAL TERPILIH 1
1.
2.
3.
4.
5.
Amplitudo arus dalam sebuah
elemen pesawat radio adalah 250
A bila amplitudo tegangannya 3,6
V pada frekuensi 1,6 MHz.
Berapakah besarnya arus dan
tegangan efektifnya?
Hair dryer mempunyai rate daya
1500 W, 1230 V. Hitunglah
hambatan, arus, rms, daya sesaat
maksimum hair dryer itu!
Berapakah daya, pada rangkaian
Gambar soal 3!
Respon tegangan dan arus bolak –
balik masing – masing
V = Vm t.
I = Im sin (t - /2)
Tentukanlah beda fase antara arus
dan tegangannya!
Sebuah respon tegangan berbentuk
gigi gergaji, tentukanlah Vrmsnya.
maksimum dan arus efektif serta
frekuensinya?
SOAL – SOAL TERPILIH 2
1.
2.
3.
4.
6.
Sumber tegangan AC, V= 80 sin
100t dihubungkan ke penghambat
20 . Berapakah besar arus yang
ditunjukkan oleh amperemeter yang
dipasang seri dengan penghambat
itu?
7. Pada layar osiloskop tampak respon
tegangan seperti pada Gambar soal
no 7.
Jika diketahui penguatan vertikal 4
V/cm, waktu sapu horizontal 5
ms/cm dan tiap kotak berukuran 1
cm. Tentukanlah
(a) Tegangan maksimum
(b) Frekuensi sumber
8. Amatilah respon sinusoida pada
Gambar soal no 8. Berdasarkan
respon di atas berapakah arus
5.
6.
7.
Dalam suatu pengukuran, jaringan
listrik PLN dirumah – rumah
diperoleh I = 5A dan V = 227 V.
Berapakah besar arus dan tegangan
maksimumnya?
Sebuah kapasitor 25 F diberi
tegangan AC 220 dengan frekuensi
50 Hz. Apa pengaruhnya terhadapa
reaktansi kapasitifnya jika frekuensi
sumber tegangan dijadikan 100 Hz ?
Benarkah bahwa reaktansi induktif
bertambah besar bila frekuensinya
naik, tetapi reaktansi kapasitif
berkurang bila frekuensinya naik
jelaskan!
Sebuah hambatan dihubungkan seri
dengan kapasitas 5 F. Jika
impedansinya pada frekuensi 100
Hz adalah 318 , berapakah
besarnya hambatan tersebut?
Sebuah induktor dengan induktansi
50 mH dan hambatan 4
dihubungkan pada sumber tegangan
AC 120 V, 50 Hz. Tentukanlah
impedansi serta beda fase arus dan
tegangannya!
Arus listrik pada rangkaian bolak –
balik dinyatakan dalam I = 5(100t
+ 0,5) mA.
Dari persamaan ini tentukanlah :
(a) Arus maksimum pada rangkaian
(b) Besar arus sumbernya
Pada sebuah rangkaian R-L seri,
dengan induktansi 3 henry mengalir
arus bolak – balik menurut I = 4 sin
(120t – 600) mA. Tentukan besarnya
reaktansi induktif, hambatan, serta
beda fase arus dan tegangannya!
8.
Induktor 5 henry dipasang seri
dengan kapasitor 100 F. Rangkaian
ini diberi tegangan AC yang nilai
efektifnya 220 V, 60 Hz.
Tentukanlah arus efektif dan
impedansi rangkaiannya!
SOAL – SOAL PENGAYAAN BAB 10
1.
SOAL – SOAL TERPILIH 3
2.
1.
2.
3.
4.
5.
Tunjukkan bahwa daya efektif
dalam rangkaian RLC seri dapat
dinyatakan sebagai P (V cos )2 R
dengan V menyatakan Vef
Dalam rangkaian R-L seri diketahui
impedansinya Z =28,3 pada
frekuensi 100 Hz dan Z =22,9 
pada frekuensi 75 Hz. Tentukanlah
besarnya hambatan R dan induktansi
L.
Kumparan suatu elektromagnet
mempunyai hambatan R = 300 
dan induktansi L = 500 H
dihubungkan ke sumber AC yang
memiliki amplitudo tegangan V =
180 V dan frekuensi 50 rad/s.
Berapakah:
(a) Faktor dayanya,
(b) Daya rata – rata yang diberikan
oleh sumber arus?
Sebuah hair dryer bekerja pada daya
1500 W, 120 V. Hitunglah :
(a) Irms nya,
(b) Hambatan hair dryer.
(c) Daya sesaat maksimumnya!
Gambar berikut memperlihatkan
rangkaian R-L-C pararel yang
dihubungkan ke sumber AC.
Tunjukkan bahwa impedansinya:
1
1 
1 
=
 C 

2
Z
L 
R

2
3.
4.
5.
Hambatan 300  dihubungkan seri
dengan kapasitor 5mF, tegangan
pada hambatan VR = 1,2 cos (2500
rad/s)t volt. Nyatakanlah respon
arus dalam rangkaian, reaktansi
kapasitif kapasitor, dan respon
tegangan pada kapasitor.
Generator
AC
dapat
membangkitkan tegangan 100 V dan
frekuensi 50 Hz, sumber arus ini
dihubungkan ke rangkaian RLC seri
dengan R = 9 , L = 0,04 H, C =
100 mF.
Tentukan:
(a) impedansi.
(b) Sudut fase, dari rangkaian,
(c) Arus maks yang melalui
rangkaian.
Dalam rangkaian RLC seri, R = 50
, L = 30 mH, C = 30 mF.
Frekuensi sumber 60 Hz dan beda
potensial rms 120 V.
Tentukan:
(a) Arus rms rangkaian dan beda
potensial setiap elemen
(b) Daya rms dan faktor dayanya
(c) Kondisi resonansinya
Sebuah respon tegangan berbentuk
gigi gergaji, tentukanlah Vrms dan
Vef-nya!
Rangkaian R, L, C seri terdiri dari R
= 300 , L = 60 mH, C = 0,5 mF
dihubungkan ke sumber tegangan
AC 50 V yang memiliki frekuensi
sudut 10.000 rad/s. Berapakah
reakstansi XL dan XC, impedansi,
amplitudo
arus,
reaktansi
rangkaiannya?
6.
7.
8.
9.
10.
Berapakah faktor daya, daya rata –
rata rangakaian dan rugi daya yang
masuk ke setiap elemen, pada soal
nomor 5?
Respon tegangan dan arus bolak –
balik masing - masing
V = Vm sin t
I = Im sin (t - /2)
Tentukanlah beda fase antara arus
dan tegangannya!
Kapasitor terpasang seri dengan
hambatan 30 dihubungkan ke
sumber AC 220 V. Jika reaktansi
kapasitor itu 40, tentukanlah :
(a) Arus dalam rangkaian
(b) Sudut fase arus dan tegangan
dan
(c) Daya yang hilang dalam
rangkaian
Seorang
montir
memperbaiki
rangkaian penala radio, rangkaian
itu terdiri dari RLC seri dan ia ingin
menurunkan frekuensi rangkaian
resonansinya.
Bagaimanakah
caranya?
Sebuah hambatan dan induktor
dihubungkan seri pada tegangan AC
110 V. Berapakah tegangan antara
ujung induktor dan resistor?
3.
4.
5.
6.
SOAL – SOAL EVALUASI BAB 10
1.
2.
Sebuah voltmeter yang dipakai
untuk mengukur tegangan listrik
dirumah menunjukkan 220 V. Nilai
ini menunjukkan harga ….
A.Mutlaknya.
B.Efektifnya.
C.Maksimumnya.
D.Terendahnya.
E.Rata – ratanya.
Perbandingan harga V/I pada arus
bolak – balik menunjukkan ….
A.Reaktansi induktif.
B.Reaktansi kapasitip.
7.
C.Impedansi.
D.hambatan.
E.Daya.
Sebuah kumparan dengan hambatan
50 ohm dan induktansi diri 0,75
Henry
dihubungkan
dengan
tegangan listrik 110 V dan frekuensi
60 Hz, maka kuat arus pada
kumparan itu ….
A.0,17 A.
B.0,71 A.
C.1,25
D.2,5 A
E.2,0
Sebuah bel listrik mempunyai
kumparan yang induktansinya 0,012
Henry pada frekuensi 50 Hz,
reaktansi induktifnya ….
A.3,7 ohm.
B.4,0 ohm.
C.3,8 ohm.
D.3,9 ohm.
E.5 ohm.
Jika frekuensinya bertambah besar,
maka impedansi kapasitor ….
A.Naik.
B.Turun.
C.Turun secara eksponensial.
D.Naik secara eksponensial.
E.Tetap.
Jika
sebuah
lampu
pijar
dihubungkan pada arus bolak –
balik melalui sebuah kapasitor,
maka lampu ….
A.Tidak menyala.
B.Menyala sebentar, kemudian mati.
C.Menyala.
D.Menyala dua kali lebih terang.
E.Menyala redup.
Sebuah elektromotor digunakan
untuk mengangkat beban seberat 2
kg
vertikal
ke
atas.
Bila
elektromotor bekerja pada tegangan
10 V arus mengalir pada
elektromotor tersebut 1,96 A dan
dalam 4 sekon dapat mengangkat
setinggi 2 m, maka efisiensinya ….
A.40 %
B.50 %
C.75 %
D.80 %
E.90 %
8. Besarnya frekuensi resonansi suatu
rangkaian RLC seri adalah ….
A.Berbanding lurus dengan akar
L/C.
B.Berbanding lurus dengan akar
C/L.
C.Berbanding terbalik dengan akar
L/C.
D.Berbanding terbaik dengan akar
C/L.
E.Berbanding terbalik dengan LC.
9. Suatu rangkaian resonansi disusun
seri mempunyai induktor 0,1 H,
kapasitor 1,014 F dan hambatan
5 dihubungkan dengan sumber 50
V. Rektansi induktif rangkaian
tersebut adalah ….
A.314 
B.500 
C.50 
D.3140 
E.5 
10. Jika kapasitor, induktor dan
hambatan dipasang secara seri,
maka resonansi rangkaian dapat
diturunkan dengan ….
A.Mengecilkan R
B.Mengecilkan C
C.Mengecilkan L
D.Membesarkan tegangan ada ujung
rangkaian.
E.Mengecilkan
arus
dalam
rangkaian
11. Sebuah hambatan dan induktor
dihubungkan seri pada tegangan
bolak – balik 110 V. Tegangan
antara kedua ujung – ujungnya
adalah sama besar, yaitu sebesar ….
A.30 V
12.
13.
14.
15.
B.50 V
C.50 2 V
D.75 V
E.75 2 V
Jika n buah kapasitor dipasang seri
pada tegangan bolak – balik yang
berfrekuensi  rad/s maka reaktansi
kapasitipnya ….
A.n/C ohm.
B. C/n ohm.
C.n ohm.
D. C ohm.
E.n/C ohm.
Nilai arus efektif dari tegangan
bolak
–
balik
yang
nilai
maksimumnya 0,85 A adalah ….
A.0,12
B.0,425 A
C.0,6 A
D.1,06 A
E.1,2 A
Diketahui V = Vmaks sin t dan I =
Imaks sin (t - /2), maka beda fase
antara V dan I adalah ….
A. t.
B. t -/2
C.sin (/2)
D./2
E.-/2
Pada rangkaian seri hambatan R =
60 ohm dan induktor L dilalui arus
bolak – balik 2 A. Apabila dalam
diagram vektor tan  = ¾ maka
tegangan induktor ….
A.72 V
B.90 V
C.120 V
D.160 V
E.200 V
SOAL – SOAL URAIAN
1.
Perhatikan
rangkaian
berikut.
Berapakah frekuensi resonansinya
dan berapakah arus pada saat terjadi
resonansi.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Jika frekuensi sumber 50 Hz,
berapakah impedansi dari rangkaian
soal no 1?
Rangkaian AC terdiri dari R =
600, L= 2H dan C = 10 mF.
Tentukanlah impedansi dan sudut
fase rangkaian bila tegangan sumber
V = 100 2 sin 100t
Sebuah rangkaian seri terdiri dari R,
L, dan C dihubungkan ke tegangan
bolak – balik 110 V ; 375 rad/s.
Hitunglah arus efektif rangkaian dan
daya diserap oleh rangkaian!
Perhatikanlah rangkaian soal no 1.
Tentukan potensial dan arus yang
ditunjukkan oleh hambatan oleh
hambatan R!
Sebuah rangkaian RC di rangkaian
seri pada jaringan 200 V, 60 Hz
yang terdiri atas XC = 30, resistor
non induktif 44  dan XL = 90 serta
hambatan 36 . Tentukanlah :
(a) arus dalam rangkaian.
(b) Faktor daya dan daya yang
dterserap oleh rangkaian.
Sebuah tegangan V = 60 sin 120 t
dialirkan pada resistor 20 . Berapa
besar arus yang ditunjukkan oleh
resisitor bila frekuensi sumber 60
Hz, dan berapa daya yang hilang
dalam resistor?
Tiga buah kapasitor disusun seri dan
kedua terminalnya dihubungkan ke
sumber AC yang berfrekuensi 
rad/s.
Tentukanlah
reaktansi
kapasitor penggantinya !
Hamabatan 1.000 , induktor 0,5 H,
dan kapasitor 0,2 mF disusun seri
dan dihubungkan ke sumber arus
AC yang frekuensinya 500 rad/s.
Berapakah impedansi rangkaiannya?
10. Pada frekuensi 1.000 Hz reaktansi
induk dari sebuah induktor adalah
200  dan reaktansi kapasitif
kapasitor 5.000 . Induktor dan
kapasitor dirangkai seri pada suatu
rangkaian bolak – balik. Berapakah
frekuensinya agar terjadi resonansi?