Pada artikel kali ini kang Darus akan membahas, tentang rumus/soal Listrik, jenis dan contohnya. Yu langsung simak
Listrik sendiri terdiri daridua jenis yaitu: listrik searah DC dan listrik bolan balik AC.
Kali ini kita hanya akan fokus pada arus bolak balik dimana memiliki definisi arus dan tegangan listrik yang besarnya berubah terhadap waktu dan mengalir dalam dua arah.
Bentuk dari sinyal atau gelombang arus listrik bolak balik secara ideal berbentuk sinusoidal.
Bentuk gelombang sinusoidal ini menjadikan pengaliran energi yang efisien. Listrik berarus bolak balik secara umum dihasilkan oleh generator listrik milik PLN atau mitranya.
Arus bolak balik dapat dianalisi dengan rangkaian seperti berikut ini
Rangkaian Arus Bolak Balik
Rangkaian Resistor
Rangkaian resistor jika dihubungkan dengan arus bolak balik maka akan menghasilkan penurunan potensial listrik dalam rangkaian atau kata lain sebagai pembatas arus yang masuk.
Rangkaian Resistor
Rangkaian Induktor
Sebuah induktor juga memiliki nilai hambatan yang biasa disebut reaktansi induktif saat dialiri arus bolak balik.
Nilai hambatan inductor ini bergantuk pada frekuensi sudut dari arus bolak balik.
Rangkaian Induktor
Rangkaian Kapasitor
Rangkaian kapasitor merupakan rangkaian yang unikdimana rangkaian ini dapat menyimpan energi listrik sementara.
Kapasitor jika dialiri arus bolak balik akan menimbulkan resistansi semu atau biasa disebut reaktansi kapasitif.
Nilai dari reaktansi kapasitif bergantung dari kapasitas kapasitor dan frekuensi sudut.
Rangkaian Kapasitor
Setelah kita mempelajari pengertian dan berbagai rangkaian arus bolak balik beserta diagramnya mari kita mulai menerapkannya padapersamaan matematis guna menyelesaikan persoalan yang terjadi pada kehidupannyata.
Baca juga Efek Compton.
Rumus Arus Bolak Balik
Terdapat beberapapersamaan matematis dalam arus bolak balik diantaranya yaitu:
Persamaan Umum
V = Vmax sin ωt
Rumus Arus Melalui Resistor
IR = VR/R
IR = Vm/R sin ωt
IR = Im sin ωt
Rumus Tegangan Melalui Resistor
VR = Vm sin ωt
Rumus Arus Melalui Induktor
IL = Vm sin (ωt-1/2 π) /ωL
IL = Im sin (ωt-1/2 π)
Rumus Tegangan Melalui Induktor
VL = Vm sin ωt
Rumus Arus Melalui Kapasitor
IC = ω C Vm sin (ωt+1/2 π)
IC = Im sin (ωt+1/2 π)
Rumus Tegangan Melalui Kapasitor
VC = Vm sin ωt
Dimana
C = kapasitor
L = Induktor
R = Resistor
I = Arus (A)
V = Tegangan (V)
ω = frekuensi sudut
t = waktu (s)
Baca juga Gaya Sentripetal & Sentrifugal.
Contoh Soal Arus Bolak Balik
1. Sebuah generator menghasilkan tegangan sinusoidal dengan persamaan V = 200 sin 200t. Berapa nilai dari:
Vmax
Frekuensi tegangan
Pembahasan
Diketahui
V = 200 sin 200t
Penyelesaian
Persamaan umum tegangan AC
V = Vmax sin ωt
Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa tegangan maksimumatau Vmax bernilai 200V
ω = 200
2 pi f = 200
f = 100/pi
f = 31.81 Hz
Jadi frekuensi gelombang tersebut bernilai 31.81 Hz
2. Perhatikan gambar dibawah ini
Contoh Soal Arus Bolak Balik
Jika tegangan maksimum sumber arus bolak-balik = 220 V, maka besar kuat arus maksimum yang mengalir pada rangkaian adalah….
Pembahasan
Diketahui
R = 60 Ω
XL = 240 Ω
XC = 40 Ω
Vmax = 220 V
Penyelesaian
Z = sqrt (602+(240-40)2)
Z = sqrt (602+2002)
Z = 208.81 Ω
Im = Vm/Z
Im = 220 / 208.81
Im = 1.1 A
Jadi nilai arus yang mengalir pada rangkaian adalah 1.1 A
