Kami sampaikan tentang arus bolak balik dengan detail dari Materi Fisika Kelas 12 Sekolah Menengah Atas Kurikulum Merdeka.
Daftar Isi
Ringkasan Materi Fisika Kelas 12 Bab 4 Kurikulum Merdeka – Arus Bolak Balik
Arus bolak balik sekarang ini adalah jenis kelistrikan paling banyak digunakan di rumah-rumah. Sumber arus listrik sebagai keperluan primer masyarakat. Dihasilkan dengan massal serta diatur distribusi nya oleh pln atau perusahaan listrik negara. Arus listrik bolak balik (alternating current / ac) dari pln satu ini mempunyai frekuensi hz tegangan efektif kisaran 220 v.
Persamaan Arus Bolak Balik
GGL maupun tegangan dihasilkan mempuyai grafik berupa sinusoidal, melihat perasaan (3- 17), pada arus bolak balik, persamaan tegangan bisa dituliskan:
Dengan Vmax yaitu tegangan maksimalnya. Tegangan maksimum bisa diketahui gunakan alat menampilkan grafik tegangan sebagai fungsi waktu. Alat yang dapat digunakan agar melihat grafik tersebut disebut dengan osiloskop. Osiloskop banyak sekali digunakan pada kehidupan sehari-hari. Seperti, pada bidang otomotif, osiloskop digunakan agar dapat mendeteksi kerusakan mobil sesuai dengan analisi sinyal listrik. Sedangkan pada bidang kedokteran, osiloskop digunakan agar dapat analisis gelombang otak terhadap pasien.
Cara Baca Osiloskop
Gelombang terlihat di layar osiloskop dibaca 2 arah, adalah vertikal serta horizontal. Arah vertikal, dibaca yaitu besar tegangan. Sedang di arah horizontal dibaca periode ataupun frekuensi. Seperti, di layar terlihat sinyal listrik serta pengaturan pada arah vertikal 2 volt/div dan pengaturan pada arah horizontal 20 ms/div.
Berdasarkan gambar di atas, grafik pada arah vertikal, dari puncak ke puncak terdapat 4 kotak (4 div), maka, tegangan puncak ke puncak (vpp) adalah:
Karakteristik Rangkaian RLC
Resistor
Diagram resistor ketika dihubungkan bersama tegangan bolak balik terlihat di gambar di bawah ini. Arus bolak balik mengalir terhadap resistor bersama fase sama dengan tegangan. Grafik tegangan v serta arus I terlihat di gambar tersebut. Ketika tegangan naik, arus listrik naik terhadap interval waktu sama dengan amplitudo berbeda.
Induktor
Umumnya induktor adalah lilitan kawat. Ketika terdapat perubahan arus listrik mengalir melalui induktor, maka, timbullah GGL induksi. Saat induktor dihubungkan bersama tegangan bolak balik menyebabkan arus berubah dengan sinusoida, induktor akan mempunyai reaktansi induktif. Reaktif induktif sama dengan hambatan terhadap resistor.
Ketika arus listrik bolak balik mengalir terhadap induktor. Induktor mempunyai hambatan pada aliran arus listrik. Hal satu ini disebabkan adanya perubahan fluksi magnet terjadi ketika ada perubahan arus terhadap kumparan.
Kapasitor
Ketika kapasitor dihubungkan bersama arus searah, kapasitor akan terisi muatan hingga penuh lalu arus listrik terputus. Berbeda karakteristiknya, ketika kapasitor dihubungkan bersama arus bolak balik. Hambatan terhadap kapasitor ketika dihubungkan tegangan bolak balik dikenali dengan reaktansi kapasitif. Hubungan tegangan serta arus kapasitor bisa dinyatakan:
Grafik tegangan serta arus listrik bolak balik terhadap rangkaian kapasitor bisa dilihat di gambar. Pada kapasitor, arus listrik dahulu mengalir hingga kapasitor mempunyai tegangan sama dengan tegangan sumber.
Rangkaian R L C
Kapasitor © serta induktor (l) seringkali dirangkai dengan seri bersama resistor ® terhadap sebuah rangkaian kelistrikan. Analogi bersama rangkaian seri resistor mempunyai hambatan total, rangkaian seri RLC mempunyai besaran disebut dengan impedansi, disimbolkan dengan z.
Impedansi adalah hambatan pada aliran arus yang merupakan paduan dari hambatan r, reaktansi induktif x1 serta reaktansi kapasitif Xc.
Cara dalam menentukan impedensi suatu rangkaian arus bolak balik yang berbeda bersama cara menentukan hambatan jumlah dari rangkaian arus searah. Besar impedansi rangkaian ini bukan aljabar dari jumlah hambatan dan reaktansi nya.
Sama halnya dengan tegangan terhadap rangkaiannya, apabila kamu mendapat nilai tegangan ujung resistor Vr, tegangan induktor V1, serta tegangan kapasitor Vc. Maka tegangan jumlahnya bukan hasil penjumlahan dengan cara aljabar.
Tegangan total terhadap rangkaian RLC yaitu:
Impedansi rangkaian RLC bisa dinyatakan sebagai:
Besar daya disipasi terhadap rangkaian RLC, yaitu:
Resonansi Rangkaian
Radio adalah salah satu produk teknologi menggunakan prinsip resonansi terhadap tuner pencari frekuensi. Popularitas radio telah menurun karena adanya suatu perkembangan teknologi video daring maupun podcast (sinar daring), namun radio relatif masih banyak digunakan hingga kini.
Frekuensi resonansi rangkaian RLC:
