ketertinggalan bukan kegagalan

Hanya Blog UMY situs lain

Bab05. Komponen Dan Rangkaian AC

Posted by candra nur wahyudiyanto 0 Comment
  • Isyarat AC

Isyarat AC merupakan bentuk gelombang yang sangat penting dalam bidang
elektronika. Isyarat AC biasa ditulis sebagai

A sin ( ωt + θ )

dimana A merupakan amplitudo (harga puncak), θ adalah fase awal dan ω adalah
frekuensi.
Perlu dipertegas di sini bahwa ω biasa disebut frekuensi anguler dengan satuan
radian per detik (rad s-1), sedangkan f biasa digunakan untuk menunjukkan frekuensi
dari sumber tegangan dengan satuan hertz (Hz). Dalam satu periode, fase dari
gelombang sinus berubah dengan 1 putaran (cycle), atau 2Π radian, karenanya kedua
frekuensi mempunyai hubungan

w = 2Πf

dimana biasanya berharga f = 50 atau 60 Hz.
Alasan utama penggunaan tegangan AC adalah karena kemudahannya untuk
ditransmisikan pada tegangan tinggi dan dengan arus yang rendah, kemudian dengan
mudah tegangannya dapat diturunkan dengan menggunakan transformator. Beberapa
tipe isyarat yang penting untuk interval frekuensi antara lain:

50 HZ : sumber daya ac
20 – 20000 Hz : isyarat audio
0,5 – 1.5 MHz : radio AM
I – 1000 MHz : komunikasi radio (termasuk TV dan radio FM).

Jika sumber tegangan sinus dihubungkan dengan sebuah rangkaian seri yang
terdiri dari resistor (R), kapasitor (C) dan induktor (L); maka semua tegangan dan arus
akan berbentuk sinus dengan frekuensi yang sama. Untuk proses penjumlahan dan
pengurangan tegangan dan arus dapat digunakan hukum Kirchhoff. Secara umum kita
dapat melakukan operasi tersebut dengan prinsip bilangan kompleks.

  • Bilangan Kompleks

Pada gambar 5.1, bilangan riel diplot sepanjang sumbu horizontal dan bilangan imajiner
diplot sepanjang sumbu vertikal. Kombinasi suatu bilangan riel dan suatu bilangan
imajiner menggambarkan letak titik pada bidang kompleks juga menyatakan bentuk
bilangan kompleksnya.

Gambar 5.1 a) Bidang kompleks dan b) Sebuah bilangan kompleks W.

Pada gambar 5.1-b dilukiskan sebuah bilangan kompleks W dengan amplitudo M
dan arah q dalam bentuk rektangular sebagai berikut:
W = a + jb

  • Representasi Bentuk Sinus

Untuk merepresentasikan bentuk isyarat sinus, kita perlu memperluas konsep bilangan
kompleks dengan mengikutkan peubah kompleks. Bentuk konstanta kompleks
W = M e jq ditunjukkan oleh sebuah garis ideal.

  • Representasi Phasor

Jika suatu tegangan sesaat dituliskan dengan suatu fungsi sinus terhadap waktu seperti

dimana p V adalah harga amplitudo dan V merupakan harga efektifnya, maka v(t) dapat
diinterpretasikan sebagai “bagian riel” dari sebuah fungsi kompleks, ditulisan

  • Kapasitor pada Rangkaian AC

Jika pada suatu kapasitor kita kenakan tegangan sinus

v =V sin ω t

maka dengan mudah kita dapat menemukan arus yang mengalir yaitu sebesar

Gambar 5.3 Arus dan tegangan pada rangkaian kapasitor dengan sumber AC

Dengan membandingkan persamaan v dan i, nampak bahwa saat arus sudah
mencapai harga maksimum maka tegangan masih nol. Kesimpulannya, pada rangkaian
kapasitor tegangan “tertinggal” 90o terhadap arus, atau arus “mendahului” tegangan
sebesar 90o.

  • Induktor pada Rangkaian AC

Dengan analisa yang sama seperti halnya pada kapasitor, untuk rangkaian induktor
didapat hasil yang mirip. Jika

i = I sin ω t

maka
v = L di / dt
= I (Lω )cos ω t

terlihat bahwa v mendahului i, atau i tertinggal oleh v sebesar 90o; secara grafik
diperlihatkan seperti pada gambar 5.4. Reaktansi induktif (Xl) dituliskan

Sebagai catatan, jika reaktansi kapasitif menurun terhadap frekuensi, reaktansi induktif
akan naik terhadap frekuensi

Gambar 5.4 Arus dan tegangan pada rangkaian induktor dengan sumber AC

  • Impedansi Komponen AC

Secara umum, hasil bagi antara phasor tegangan dan phasor arus yang bersesuaian
disebut sebagai “impedansi” Z.

i) RESISTOR

Jika i = I cos w t direpresentasikan oleh phasor IÐ0o mengalir melalui resistor R,
tegangan yang timbul diberikan oleh

dituliskan dalam bentuk phasor sebagai o R V Ð0 . Dalam hal ini besarnya impedansi
yang melawan aliran arus sebesar

ii) KAPASITOR

Jika tegangan v =V cosw t terdapat pada kapasitor C, maka yang arus mengalir
diberikan oleh

dalam bentuk phasor ditulis sebagai oC I Ð90 . Impedansi sebagai penghambat arus
sebesar

iii) INDUKTOR

Jika arus i = I cos w t mengalir melalui induktor L, tegangan yang timbul diberikan
oleh

dalam bentuk phasor dituliskan sebagai o
L V Ð90 . Impedansi sebagai penghambat arus
sebesar

  • Arus dan Tegangan dalam Bentuk Phasor

Karakteristik arus-tegangan pada masing-masing komponen dapat diringkas sebagai
berikut.

Untuk lebih jelasnya silahkan klik disini.

 

 

Categories: Elektronika

PROFIL AKU

candra nur wahyudiyanto


Popular Posts

Bab01.arus dan tegan

1.1 Pengertian Arus Listrik (Electrical Current) Arus listrik terjadi karena adanya ...

BAB02. Rangkaian Aru

Pada rangkaian DC hanya melibatkan arus dan tegangan searah, yaitu ...

Bab03.Alat-Alat Ukur

Telah dipahami bahwa elektron yang bergerak akan menghasilkan medan magnet ...

Bab04. KAPASITOR, IN

Bentuk Gelombang lsyarat (signal) Isyarat adalah merupakan informasi dalam bentuk perubahan ...

Bab05. Komponen Dan

Isyarat AC Isyarat AC merupakan bentuk gelombang yang sangat penting dalam ...