Arus Bolak Balik: Pengertian, Rangkaian, Rumus, Contoh Soal

- Penulis

Rabu, 24 Mei 2023 - 14:47 WIB

facebook twitter whatsapp telegram line copy

URL berhasil dicopy

facebook icon twitter icon whatsapp icon telegram icon line icon copy

URL berhasil dicopy

Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal

Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal

Arus listrik yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari terbagi menjadi dua jenis, yaitu arus searah dan arus bolak-balik. Arus listrik bolak-balik adalah jenis arus listrik yang dialirkan oleh PLN ke konsumen seperti rumah, kantor, pabrik dan sebagainya.

Definisi Arus Bolak-balik

Arus bolak-balik atau alternating current (AC) adalah jenis arus listrik yang nilai sesaatnya selalu berubah secara terus menerus atau berkala dari nilai negatif ke nilai positif. Nilai negatif arus listrik bolak-balik adalah nilai yang menunjukkan arah sebaliknya.

Konsep arus dan tegangan bolak-balik erat kaitannya dengan Hukum Faraday dimana perubahan fluks magnet yang dikelilingi oleh kumparan akan menimbulkan ggl induksi pada ujung-ujung kumparan.

Kawat penghantar tersebut kemudian dihubungkan ke setiap ujung kumparan sehingga arus listrik mengalir di dalam penghantar tersebut. Kinerja generator menggunakan prinsip hukum Faraday yang menghasilkan daya dan arus listrik sinus soidal, yaitu besarnya nilai arus dan tegangan mengikuti fungsi sinus.

Fungsi sinus adalah fungsi yang paling cocok digunakan untuk menggambarkan nilai arus listrik bolak-balik. Oleh karena itu arus dan tegangan bolak-balik dapat digambarkan dengan menggunakan gelombang sinusoidal atau juga sering dinyatakan dengan diagram fasor.

Besarnya arus dan tegangan bolak-balik (AC) ditulis menggunakan persamaan di bawah ini:

I = Sin Imaks (ωt + 90⁰)

V = Vmax sin ωt

Pada persamaan di atas, ωt + 90⁰ dan ωt adalah sudut fase yang juga dapat ditulis dengan simbol ϴ. Sedangkan beda fasa adalah selisih sudut fasa antara gelombang arus dengan tegangan bolak-balik.

Berdasarkan persamaan di atas, antara tegangan dan arus listrik terdapat beda fasa sebesar 90⁰. Arus listrik bolak-balik mendahului tegangan dengan beda fasa 90⁰.

Untuk menggambarkan tegangan dan arus bolak-balik menggunakan diagram fasor seperti pada gambar di bawah ini.

Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal
Grafik Arus dan Tegangan Sebagai Fungsi Waktu Beda Fasa 90⁰

Rangkaian Arus Bolak-balik

Rangkaian arus bolak-balik terdiri dari rangkaian kapasitor, rangkaian induktor dan rangkaian resistor.

Baca Juga :  KUNCI JAWABAN Soal Matematika Kelas 10 SMA SMK MA Uji Kompetensi Bab 7 Halaman 212, 213, dan 214 Statistika

Rangkaian Resistor

Rangkaian resistor atau penahan arus listrik bolak-balik (AC) berguna sebagai pembatas arus listrik yang masuk ke dalam rangkaian.

Rangkaian resistor juga berguna untuk menurunkan potensial listrik pada rangkaian agar hambatan tegangan dan arus terhadap arus dan tegangan sumber tidak berubah fasa.

Oleh karena itu resistor atau hambatan yang dialiri arus bolak-balik (AC) menghasilkan nilai arus dan tegangan sefasa.

Nilai resistansi dalam rangkaian listrik adalah tetap dan disebut sebagai reaktansi resistif. Sifat tetap resistor juga berlaku pada saat resistor dialiri arus searah, yaitu arus searah (DC).

1684914430 536 Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal

Besarnya arus kuat yang melalui hambatan tertentu dapat dihitung dengan menggunakan hukum Ohm sebagai berikut:

1684914430 557 Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal

Sirkuit Induktor

Rangkaian induktor yang dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik AC ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

1684914431 643 Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal

Tegangan di ujung induktor sama dengan sumber listrik bolak-balik. Jadi rumus menghitung arus induktor adalah :

1684914431 521 Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal

Informasi:

1684914431 577 Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal

Sirkuit Kapasitor

Pada rangkaian arus bolak-balik AC yang memiliki kapasitor, maka sifat arus dan tegangan berlaku yaitu terdapat beda fasa, dimana besarnya arus akan mendahului tegangan dengan besarnya beda sudut fasa adalah

1684914432 622 Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal

Untuk menunjukkan besarnya arus listrik yang melewati kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik, dapat dinyatakan dengan menggunakan laju perpindahan muatan listrik pada komponen kapasitor berikut ini :

1684914432 664 Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal

Nilai 1/ωC ​​identik dengan resistansi yang dikenal sebagai reaktansi kapasitif yang dilambangkan dengan simbol Xc.

Formula Arus Bolak-balik

Untuk menunjukkan besarnya kuat arus dan juga tegangan arus bolak-balik yang memenuhi fungsi sinus, gunakan rumus di bawah ini:

I = Imaks sin ωt

V = Vmax sin ωt

Informasi:

Vmax = tegangan maksimum
Imax = ampere maksimum
ωt = sudut fase biasanya ditulis dengan simbol ϴ

  • Rumus Nilai Efektif dan Nilai Maksimum Tegangan dan Arus Bolak-balik

Nilai pada persamaan di atas merupakan nilai maksimum. Namun pengukuran dengan menggunakan alat ukur menghasilkan nilai tersendiri yang digunakan dalam pekerjaan komponen kelistrikan. Nilai yang terukur pada alat ukur ini disebut nilai efektif.

Baca Juga :  Pengertian Saham : Jenis, Manfaat dan Risiko Saham

Hubungan antara nilai efektif dan nilai maksimum dituliskan dalam persamaan di bawah ini:

1684914432 950 Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal

Informasi:

Ief = kuat arus efektif (A)
Vef = tegangan efektif (V)

  • Rumus Nilai Rata-Rata Arus Bolak-balik

Nilai rata-rata arus bolak-balik adalah besarnya arus bolak-balik yang nilainya setara dengan arus searah untuk mengalirkan muatan listrik yang besarnya sama dalam penghantar yang sama dan waktu yang sama.

Hubungan antara nilai tegangan dan arus bolak-balik dengan nilai tegangan dan arus maksimum dinyatakan dengan menggunakan persamaan di bawah ini:

1684914432 233 Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal

Informasi:

Ix = Arus rata-rata
Imax = Arus maksimum
???? = konstanta phi 3,14 atau 22/7

Contoh Masalah Alternating Current

Dalam rangkaian arus bolak-balik (AC), persamaan antara tegangan dan arus dinyatakan menggunakan persamaan V = Vmax sin (ωt – 60⁰) dan I = Imax sin ωt. Jelaskan tujuan dari persamaan arus dan tegangan?

Diskusi

Menjawab:

Nilai sudut fasa tegangan adalah ωt – 60⁰ dan sudut fasa arus adalah ωt. Jadi pada rangkaian diatas terdapat beda fasa 60⁰ dimana arus mendahului tegangan dengan beda fasa 60⁰.

Diketahui sebuah resistor 10 Ω dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik V = 15 sin ωt. Mendefinisikan

A. arus bolak-balik maksimum melalui resistor
B. Arus efektif melalui resistor.

Diskusi

Menjawab:

A. Berdasarkan persamaan tersebut diketahui nilai tegangan maksimum Vmax = 15 Volt, jadi

1684914433 305 Arus Bolak Balik Pengertian Rangkaian Rumus Contoh Soal

B. Kekuatan arus efektif Ief

Ief = 0,707 Imaks = 0,707 x 1,5 A = 1,0605 A

Aliran arus bolak-balik dan tegangan bolak-balik ini umumnya dihasilkan oleh generator dari berbagai sumber pembangkit listrik, baik tenaga diesel, tenaga uap, tenaga air, maupun tenaga panas bumi. Arus listrik bolak-balik adalah arus listrik yang arah geraknya selalu berubah-ubah secara periodik atau terus menerus.

mejakelas.com

Berita Terkait

Bagaimana Cara Membuat Media Pembelajaran Interaktif? Begini Penjelasannya
Bagaimana Pembelajaran Yang Sesuai Dengan Tahap Perkembangan Siswa SD Menurut Piaget?
Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka
Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka
Dalam Rantai Makanan Tumbuhan Hijau Berfungsi Sebagai…..
Contoh Soal IPA Kelas 8 SMP MTs Kurikulum Merdeka Bab 2 Struktur dan Fungsi Tubuh Makhluk Hidup
Materi Biologi Kelas 11 Kurikulum Merdeka Lengkap
20 Soal Matematika Kelas 4 Semester 2 Kurikulum Merdeka
Berita ini 2 kali dibaca

Berita Terkait

Kamis, 11 Juli 2024 - 21:23 WIB

Bagaimana Cara Membuat Media Pembelajaran Interaktif? Begini Penjelasannya

Sabtu, 6 Juli 2024 - 17:04 WIB

Bagaimana Pembelajaran Yang Sesuai Dengan Tahap Perkembangan Siswa SD Menurut Piaget?

Kamis, 27 Juni 2024 - 11:03 WIB

Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka

Rabu, 26 Juni 2024 - 20:15 WIB

Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka

Senin, 24 Juni 2024 - 16:11 WIB

Dalam Rantai Makanan Tumbuhan Hijau Berfungsi Sebagai…..

Berita Terbaru

Guru

Download Surat Edaran Piloting PPG Guru 2024

Minggu, 21 Jul 2024 - 13:08 WIB