Rangkaian Arus Bolak-balik

Rangkaian Arus Bolak-balik
https://www.gurupendidikan.co.id/arus-bolak-balik/

Arus Bolak-Balik : Pengertian, Rangkaian , Dan Contoh Soalnya Lengkap

Arus Bolak Balik : Pengertian, Rangkaian, Jenis, Macam, Rumus, Contoh Soal dan Pembahasan Adalah arus yang arah dan besarnya setiap saat berubah-rubah. Arus bolak-balik dalam dunia kelistrikan banyak digunakan.

Arus bolak-balik hanya pergerakan muatan listrik melalui media yang mengubah berubah arah secara berkala. Hal ini berbeda dengan arus searah (DC), di mana pergerakan muatan hanya dalam satu arah dan konstan. Arus (dalam ampere) adalah jumlah muatan listrik yang mengalir melewati suatu titik dalam waktu tertentu. Yang menggerakkan arus adalah gaya gerak listrik disebut tegangan (dalam volt). Jika arusnya bolak balik, maka tegangan juga harus bolak balik, polaritasnya berubah pada siklus teratur. Jadi pengertian arus bolak balik adalah adalah arus yang polaritasnya berubah pada siklus yang teratur.

---

Arus bolak-balik merupakan arus yang arah dan besarnya setiap saat berubah-rubah. Arus bolak-balik dalam dunia kelistrikan banyak digunakan.

Arus bolak-balik selalu mempunyai nilai puncak gelombang atas dan puncak gelombang bawah. Dalam peristiwa mencapainya nilai puncak gelombang atas dan puncak gelombang bawah maka dikatakan telah mencapai satu (1) gelombang penuh. Nilai puncak gelombang atas dan puncak gelombang bawah sering pula disebut nilai dari puncak ke puncak ( nilai peak to peak ). Gaambar di bawah ini menunjukkan gelombang tegangan bolak-balik sinusoidal.

---

---

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Listrik Arus Searah : Pengertian, Dan Sumber Beserta Contoh Soalnya Secara Lengkap

---

Jenis dan Macam Arus Bolak Balik

Sebelum menjelaskan pengertian arus bolak – balik, dan untuk mempermudah pengertian arus bolak – balik maka ada beberapa pengertian berikut yang harus dipahami:

• Radian adalah satuan sistem internasional ( SI ) untuk sudut bidang datar. Radian merupakan sudut antara 2 jari-jari lingkaran dengan panjang busur di depan sudut tersebut sama dengan jari-jari lingkaran.
• Kecepatan sudut dinyatakan dengan “ω” )(dibaca omega), yaitu sudut yang ditempuh suatu titik yang bergerak di tepi lingkaran setiap satuan waktu. Contoh nya, Sebuah penghantar ( konduktor ) yang berputar dalam medan magnit dengan kecepatan ω (rad/detik)θ, maka dalam waktu t detik menempuh sudut :
  α = ω x t ……………….rad
  Bila frekuensi yang dihasilkan adalah f Hertz, maka
  ω.t =2.π.f.t………………..rad
• Derajat Listrik, pengertian derajat listrik bisa dijelaskan berdasarkan gambar 2 berikut. Menurut gambar 2, bila kumparan diputar satu putaran penuh ( 3600 putaran mekanik ), tegangan induksi yang dibangkitkan juga dihasilkan dalam satu putaran penuh dalam 3600. Bila kutub magnet nya di perbanyak 2 kali atau menjadi 4 kutub, dan kumparan diputar satu keliling, maka tegangan induksi yang terbangkit menjadi 2 kali nya yaitu 2 siklus ( 7200 ). Dari dua contoh ini merupakan pengertian dari derajat Listrik. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut :

  ---

---

Pengertian arus bolak-balik telah dijelaskan pada bagian sebelumnya, yaitu arus yang besar dan arahnya berubah-rubah setiap waktu ( setiap saat ). Berdasarkan pengertian tersebut, dapat diartikan bahwa arus bolak-balik berbentuk gelombang. Berdasarkan difinisi tersebut maka bentuk gelombang arus bolak-balik dapat dibedakan menjadi 3 macam bentuk gelombang yaitu :

---

1. Gelombang Sinusoidal,
2. Gelombang Kotak ( segi empat ), dan
3. 3Gelombang segitiga

---

Dalam menyatakan harga tegangan AC ada beberapa besaran yang digunakan, yaitu :

1. Tegangan sesaat : Yaitu tegangan pada suatu saat t yang dapat dihitung dari
   persamaan E = Emax sin 2π ft jika kita tahu Emax, f dan t.
2. Amplitudo tegangan Emax : Yaitu harga maksimum tegangan. Dalam persamaan:
   E = Emax sin 2πft, amplitudo tegangan adalah Emax.
3. Tegangan puncak-ke puncak (Peak-to-peak) yang dinyatakan dengan Epp ialah beda
   antara tegangan minimum dan tegangan maksimum. Jadi Epp = 2 Emax.
4. Tegangan rata-rata (Average Value).
5. Tegangan efektif atau tegangan rms (root-mean-square) yaitu harga tegangan yang
   dapat diamati langsung dalam skala alat ukurnya.

---

Bila tegangan bolak-balik diukur dengan sebuah voltmeter DC atau arusnya diukur dengan galvanometer, maka alat-alat tersebut akan menunjukkan angka nol, karena kumparan koilnya terlalu lambat untuk mengikuti bentuk gelombang yang dihasilkan oleh sumber arus bolak-balik tersebut. Tetapi bila diukur dengan osiloskop kita dapat melihat nilai-nilai arus atau tegangan yang selalu berubah tehadap waktu secara periodik, sehingga memperlihatkan sebuah bentuk gelombang.

Jadi dengan mempergunakan alat ukur osiloskop kita dapat mengamati nilai dan bentuk gelombang yang dihasilkan oleh sumber arus bolak-balik. Tetapi dengan dengan mempergunakan Amperemeter AC dan Voltmeter AC kita juga dapat mengamati salah satu nilai yang ditunjukkan oleh arus bolak-balik, yaitu nilai arus dan tegangan efektif.

Arus bolak-balik atau altenating current (AC) merupakan arus dan tegangan listrik yang besarnya berubah terhadap waktu dan mengalir dalam dua arah. Arus bolak-balik biasanya dimanfaatkan untuk peralatan elektronik. Sumber arus bolak-balik prinsip kerjanya yaitu terjadi perputaran kumparan dengan kecepatan sudut tertentu yang berada dalam medan magnetik. Jenis-jenis rangkaian dalam rangkaian AC adalah rangkaian resistor, rangkaian induktor, dan rangkaian kapasitor. Kita bahas satu persatu yuk Squad.

RANGKAIAN RESISTOR

Sebuah resistor akan dialiri arus bolak-balik ketika dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik. Rangkaian resistor dalam arus bolak-balik digunakan untuk menurunkan potensial listrik dalam rangkaian atau sebagai pembatas arus listrik yang masuk sehingga arus dan tegangan dalam rangkaian resistor mempunyai fase yang sama saat terhubung dengan sumber tegangan bolak-balik.

 Rangkaian resistor pada arus bolak-balik (Sumber: myrightspot.com)

 

Grafik hubungan tegangan dan arus terhadap waktu pada resistor

(Sumber: myrightspot.com)

Berdasarkan grafik terlihat bahwa tegangan dan arus berada pada keadaan sefase artinya mencapai nilai maksimum pada saat yang sama. Sebuah resistor dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, besarnya tegangan pada resistor sama dengan tegangan sumber. Di bawah ini merupakan rumus tegangan resistor dan arus yang mengalir melalui resistor.

 Baca Juga: Apa Itu Radiasi Benda Hitam?

RANGKAIAN INDUKTOR

Sebuah induktor mempunyai hambatan yang disebut reaktansi induktif saat dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik. Hambatan atau reaktansi induktif bergantung pada frekuensi sudut arus dan induktansi diri induktor atau dapat dirumuskan sebagai 

 Rangkaian induktor pada arus bolak-balik (Sumber: myrightspot.com)

 

Grafik hubungan tegangan dan arus terhadap waktu pada induktor

(Sumber: myrightspot.com)

Berdasarkan grafik terlihat bahwa besar tegangan pada induktor adalah nol saat arus induktornya maksimum, begitupun sebaliknya. Artinya tegangan pada induktor mencapai nilai maksimum lebih cepat serempat periode daripada saat arus mencapai maksimumnya. Rumus tegangan dan arus yang mengalir pada induktor seperti berikut:

RANGKAIAN KAPASITOR

Sebuah kapasitor memiliki karakteristik yang dapat menyimpan energi dalam bentuk muatan listrik ketika dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik maupun tegangan searah. Kapasitor yang dialiri arus bolak-balik akan timbul resistansi semu atau biasa disebut dengan reaktansi kapasitif. Besar nilai reaktansi kapasitif bergantung pada besarnya nilai kapasitansi kapasitor dan frekuensi sudut arus atau dapat dirumuskan sebagai 

 Rangkaian kapasitor pada arus bolak-balik (Sumber: myrightspot.com)

 

 Grafik hubungan tegangan dan arus terhadap waktu pada kapasitor

(Sumber: myrightspot.com)

SOAL  LATIHAN
Soal Latihan Arus Bolak-balik


PP Rangkaian Arus Bolak-balik
RPP Rangkaian Bolak-balik


Video Arus Bolak balik