File

FI-1201
Fisika Dasar IIA
Kuliah-12
Rangkaian RLC
Physics Study Program
Faculty of Mathematics and Natural Sciences
PHYSI S
Institut Teknologi Bandung
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Cakupan materi
Rangkaian RL
 Rangkaian LC
 Rangkaian RLC

Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Rangkaian RL
Setelah saklar ditutup, menurut Hk Kirchoff:


dI
  IR  L  0
dt
Untuk mendapatkan solusi,
misalkan x=(/R) – I, maka
dx = - dI
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
R

L
Rangkaian RL…


Dimana x0 adalah x pada t = 0. Lakukan proses antilogaritma
diperoleh:
Karena I = 0, pada t = 0, dan x0 = /R
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Rangkaian RL…
 Jadi
untuk persamaan berikut
dI
  IR  L  0
dt
R
 Solusinya
I (t ) 



1 e
R
 Rt / L
  I 1  e 

t / 
0
Jika power supply dihubungkan singkat,
maka
I (t )  I 0 e
t /

L
R
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
L
Arus dalam Rangkaian RL

Berapa besar arus yang
mengalir dalam suatu
rangkaian RL 10W 0.1H, 15 ms
setelah dihubungkan dengan 1.0I0
sumber tegangan 10V?
0.5I0
0.1H

 10ms
10W

Current Flow

0
10V
15ms / 10 ms
I (t ) 
1 e
 0.78 A
10W
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S

2
3
4
Energi dalam Medan Magnetik

Daya adalah tegangan kali arus, tapi
adalah juga laju perubahan usaha/kerja.
dI
P  I     IL
dt
dU m
dW
P

dt
dt

dU m
dI
 IL
dt
dt
Rapat energi dalam selenoid:
2
Um
B
um 

A  l 2 0
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
U m  LI
1
2
2
Contoh soal
(A). Tentukan tetapan waktu dari
rangkaian disamping
(B). Jika saklar ditutup pada t = 0,
hitunglah arus dalam rangkaian
pada t = 2.0 ms
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Rangkaian LC

Setelah saklar ditutup, menurut
Hk Kirchhoff:
dI Q
L  0
dt C


d 2Q Q

0
2
dt
LC
Solusinya: Q  Q cost     
m
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
I
++++C

L
Muatan meninggalkan pelat
dQ
I 
dt

+
1
LC
Energi Total

Total energi dari sistem adalah jumlah energi
dalam medan listrik dan magnet.
2
m
Q
UC 
cos 2 t 
2C
++++
E
L

C
LI m2
UL 
sin 2 t 
2
2
m
2
m
Q
LI
U  UC  U L 

2C
2
I
L
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
B
C
RLC Circuit

Setelah saklar ditutup, menurut Hk
R
Kirchoff:
d 2Q
dQ Q
L 2 R
 0
dt
dt C


 Rt / 2 L
cos d t 
Redamam kritis:
++++C

L
2 1/ 2
 1  R  
d  
  
 LC  2 L  
4L
Rc 
C
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
I

Solusi:
Q  Qm e
+
Contoh soal




Perhatikan rangkaian berikut. Kapasitor
diberi muatan dengan cara membuka
saklar S1 dan menutup saklar S2. Saklar S2
kemudian dibuka dan kapasitor tetap
bermuatan, tapi baterei sudah dilepas. S1
ditutup sehingga kapasitor berhubungan
dengan induktor.
Tentukan frekuensi osilasi rangkaian
Tentukan muatan maksimum kapasitor dan
arus dalam rangkaian
Tentukan muatan dan arus sebagai fungsi
waktu
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Contoh soal …
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Contoh soal …
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Summary…

Energi dalam medan magnetik
U m  LI
1
2

2
Total energi dalam rangkaian LC
Qm2 LI m2
U  UC  U L 

2C
2
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S