File

FI-1201
Fisika Dasar IIA
Kuliah-13
Arus Bolak-Balik
Physics Study Program
Faculty of Mathematics and Natural Sciences
PHYSI S
Institut Teknologi Bandung
ARUS BOLAK BALIK
SINUSOIDA
1.5
1
0.5
0
0
90
180
270
360
-0.5
-1
-1.5
Physics Study Program
Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Institut Teknologi Bandung
ARUS SINUSOIDA

i(t)=Im sin(t + o)
i(t) arus sesaat
Im arus maksimum
(t +o) fassa
 frekuensi
=2f =2 /T
Ampere(A)
Ampere (A)
radian
rad/s
f frekuensi
T perioda
hertz = 1/s
s
o
PHYSI S
fassa awal
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
radian
Besaran efektif
 Im
arus maksimum terbaca pada
Osiloskop
I
 Irms =Ieff =
terbaca pada alat ukur
m
2
Im
Ipp
T
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Arus melalui Resistor
Misalkan i(t)=Im cos (t)
Vab=VR=ImR cos (t)
R
a
= VmRcos (t)
b
i(t)
~
-VmR=ImR
-Tegangan pada R sefassa
dengan arus
ImR
i(t)
Diagram fasor
Im
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
VR
Arus melalui Kapasitor
C
i(t) = Im cos ( t)
a
 Vab=VC=Q/C
i(t)
1
=C  I cos(t )dt
~
Im

cos(

t

)
=C
2
=VmCcos(t -/2)
- VmC = ImC ,
1
- C =
ohm()
C
- Tegangan pada kapasitor Im C
tertinggal /2 dari i(t)

b
m
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
i(t)
Im
VC
Arus melalui Induktor
L
i(t)=Im cos(t)
i(t)
di
 Vab=VL= L
dt
~
= ImLcos(t+/2)
= VmLcos(t+/2)
Diagram fasor
- VmL=ImL
VL
- L = L
ohm()
ImL
- Tegangan pada induktor
i(t)
mendahului i(t) sebesar /2 Im

Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Rangkaian RLC Seri
R,L dan C dirangkai seri
dialiri arus i(t)=Im cos(t)
 Vab=VR+VL+VC

R
L
C
i(t)
~
= ImR cos(t)+ImLcos(t+/2)+
ImCcos(t-/2)
Dengan cara fasor diperoleh:
Vab=Vmcos(t+)
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Diagram fasor RLC seri

Vm=ImZ
VmL
Z  R  (   )
2
  tg
2
L
2 2
C
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S

1  L   C
R
 L> C tegangan mendahului
arus
 L< C tegangan tertinggal
arus
Vm
VmR
VmC
L

C
Z
R
Resonansi RLC seri


Vm maksimum
Z minimum
L= C

res
1
LC
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Daya rata-rata rangkaian RLC seri

Hk Joule: P =iV=Im2Zcos(t)cos(t+)

Daya rata-rata
P  I 2 Z 1
m
T

T
0
cos(t ) cos(t   )
P  1 I 2 Z cos( )
m
2
faktor daya
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Rangkaian R,L,C Paralel

R,L dan C dirangkai paralel,
dihubungkan sumber v(t)=Vmcos(t)
i(t)
R
~
vs(t)
iR(t)
C
iC(t)
L
iL(t)
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Analisa Rangkaian

i(t)=iR(t) +iC(t)+iL(t)
Vm
cos(t )
 iR(t)=v(t)/R =
R
 iC(t)=
dQ
dv
C
dt
dt
1
vdt
 iL(t)=

L
1
1

1
 
 i(t)= Vm  R cos(t )   cos(t  2 )   cos(t  2 ) 
C
L
Physics Study
Teknologi Bandung
 Program - FMIPA | Institut

PHYSI S
Diagram Phasor

Phasor Arus
1 
 1   1

   
 R   c  L 
2
I m  Vm
ImC
2
Im
ImR
1
1 
 1   1

   

Z
 R   C  L 
2
 res 
2
ImL
1
LC
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Contoh soal
Suatu rangkaian RLC seri seperti gambar di bawah ini,
terdiri dari: R = 400 , C = 1 F dan L = 0,7 H. Jika
rangkaian RLC seri tersebut dihubungkan dengan
sumber tegangan bolak-balik Vs(t) = 5 cos (1000 t +
(/3)) (volt). Tentukanlah: a).reaktansi kapasitif (XC),
reaktansi induktif (XL) dan impedansi total rangkaian,
b). arus i(t) yang mengalir pada rangkaian itu, c).
tegangan V(t) pada masing-masing komponen R, L dan
C (VR(t), VL(t), VC(t))
R
L
C
Vs(t)
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S