RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK Isi Materi Kata Pengantar Kontak Kami KI KD TUJUAN PEMBELAJARAN INDIKATOR MATERI VIDEO PROLOG DINAS PENDIDIKAN & KEBUDAYAAN PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 4 KOMPETENSI INTI 3. KI KD INDIKATOR MATERI 4. Memahami, menerapkan, menganalisis dan mengevaluasi pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan. Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 5 KOMPETENSI DASAR 3.5 KI 4.5 Menganalisis rangkaian arus bolak-balik (AC) serta penerapannya Mempresentasikan prinsip kerja penerapan rangkaian arus bolakbalik (AC) dalam kehidupan sehari-hari KD INDIKATOR MATERI Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN INDIKATOR KI KD 6 3.5.1 Mengidentifikasi arus dan tegangan bolak-balik (AC). 3.5.2 Menganalisis hubungan kuat arus dan tegangan pada suatu hambatan, kapasitor dan induktor. 3.5.3 Menganalisis impedansi rangkaian seri RLC. 3.5.4 Menganalisis daya pada rangkaian arus bolak-balik. 3.5.5 Menganalisis resonansi pada rangkaian arus bolak-balik. 3.5.6 Mnjelaskan prinsip kerja pembangkit arus bolak-balik. INDIKATOR MATERI Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 7 RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK (AC) KI Amati Gambar Berikut KD INDIKATOR MATERI Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 8 RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK (AC) Nilai Efektif dan Maksimum KI KD Arus listrik bolak - balik adalah arus listrik yang memiliki nilai sesaatnya berubah-ubah dari nilai negatif hingga positif. Nilai negatif inilah yang menunjukkan arah yang terbalik. Nilai yang sesuai dengan keadaan ini yang paling banyak digunakan adalah fungsi sinus. Kuat arus dan tegangan arus bolak-balik yang memenuhi fungsi sinus ini dapat dirumuskan sebagai berikut. INDIKATOR MATERI Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 9 Sifat-sifat Resistor, Induktor dan Kapasitor KI KD 1. Resistor Jika sebuah resistor dialiri arus bolak-balik ternyata arus dan tegangannya tetap sefase ( ϕ = 0 ). Nilai hambatannya tetap dan sering disebut reaktansi resistif. Sifat ini sama saja saat resistor dialiri arus searah (arus DC). INDIKATOR MATERI Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 10 Sifat-sifat Resistor, Induktor dan Kapasitor KI 2. Induktor Sebuah induktor dialiri arus bolak-balik tenyata memiliki sifat yang berbeda dengan resistor. Arus bolak-balik yang melewati induktor akan ketinggalan fase π (90O) terhadap tegangannya. Atau sering dikatakan O tegangannya mendahului arus 90 ( ϕ = + 90O). KD Jika induktor dihubungkan arus searah memiliki hambatan yang hampir nol, ternyata saat dialiri arus AC akan timbul hambatan yang dinamakan reaktansi induktif. Besarnya memenuhi persamaan berikut. INDIKATOR MATERI dengan : XL = reaktasi induktif (Ω) ω = frekuensi sudut (rad/s) L = induktasi induktor (H) Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 11 Sifat-sifat Resistor, Induktor dan Kapasitor KI 3. Kapasitor Kapasitor yang dialiri arus bolak-balik tenyata juga memiliki sifat yang berbeda dengan resistor dan induktor. Arus bolak-balik yang melewati kapasitor akan mendahului fase π (90O) terhadap tegangannya. Atau sering dikatakan tegangannya ketinggalan arus 90O ( ϕ = - 90O). KD Jika kapasitor dihubungkan arus searah memiliki hambatan tak hingga, ternyata saat dialiri arus AC akan timbul hambatan yang dinamakan reaktansi kapasitif. Besarnya memenuhi persamaan berikut. INDIKATOR MATERI dengan : XC = reaktasi kapasitif (Ω) ω = frekuensi sudut (rad/s) C = kapasitas kapasitor (F) Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 12 Rangkaian RLC Seri Sifat rangkaian RLC seri adalah arus yang melintasi R, L dan C akan sama. Sama disini berarti nilainya sama dan fasenya juga sama. Sedangkan untuk tegangannya berbeda yang berarti berbeda fase dan nilainya. Perhatikan rangkaian RLC seri pada Gambar di samping. Jika pada rangkaian di aliri arus bolak-balik maka arus dan tegangan tiap-tiap komponennya dapat dituliskan sebagai berikut. KI KD INDIKATOR i = Im sin ωt MATERI VR = VRm sin ωt Vm = VLm sin(ωt + 90o) VC = VCm sin(ωt - 90o) Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 13 Diagram Fasor KI Untuk menentukan hubungan tiap-tiap besaran ini dapat digunakan analisa vektor dengan fase sebagai arahnya. Analisa ini dinamakan FASOR (Fase Vektor). Dengan analisa fasor ini dapat digambarkan hubungan arus dan tegangan pada masing-masing komponen seperti pada Gambar di samping. Untuk tegangannya dapat diwakili reaktansinya KD INDIKATOR MATERI Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 14 Diagram Fasor Dari diagram fasor itu dapat berlaku hubungan matematis seperti berikut : KI KD INDIKATOR Jika dihubungkan dengan hukum Ohm maka dari persamaan di atas dapat di bagi dengan kuat arus kuadratnya sehingga diperoleh hambatan pengganti. Hambatan pengganti pada rangkaian AC ini dinamakan impedansi. Impedansi juga dapat diperoleh dari diagram fasor di atas. MATERI Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 15 Resonansi Keadaan Resonansi bisa terjadi jika memenuhi : KI KD akan memiliki frekuensi resonansi sebesar INDIKATOR MATERI Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 16 Daya Arus Bolak-balik KI KD Pada saat dialiri arus bolak-balik, komponen-komponen listrik akan menyerap energi dengan daya yang diserap memenuhi persamaan berikut cos ϕ disebut dengan faktor daya. Nilai cos ϕ dapat ditentukan dari diagram fasor INDIKATOR MATERI Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN 17 KI TERIMAKASIH KD INDIKATOR MATERI Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id
