Rangkaian Arus Bolak-Balik: Resistor, Induktor, dan Kapasitor | Fisika Kelas 12

Arus Bolak Balik

Squad tahukah kamu generator pembangkit listrik merupakan salah satu aplikasi dari rangkaian arus bolak-balik? Ternyata rangkaian arus bolak-balik terdiri dari beberapa jenis yaitu rangkaian resistor, induktor, dan kapasitor. Bagaimana keadaan rangkaian-rangkaian tersebut saat dialiri arus bolak-balik? Mari kita simak pembahasan berikut ini yuk, Squad!

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

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

 

grafik rangkaian resistor 

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.

Rumus rangkaian 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 xl.png

rangkaian induktor

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

 

 Grafik rangkaian induktor

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:

Rumus rangkaian induktor

 

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 xc-2.png

 

rangkaian kapasitor

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

 

 grafik rangkaian kapasitor

 Grafik hubungan tegangan dan arus terhadap waktu pada kapasitor

(Sumber: myrightspot.com)

 

Berdasarkan grafik terlihat bahwa arus pada kapasitor maksimum saat tegangan kapasitor bernilai nol, begitupun sebaliknya. Artinya, arus mencapai nilai maksimumnya seperempat periode lebih cepat daripada saat tegangan mencapai nilai maksimumnya. Rumus tegangan dan arus yang mengalir pada kapasitor seperti berikut:

rumus rangkaian kapasitor

Nah Squad sekarang kamu sudah lebih paham kan jenis-jenis rangkaian pada rangkaian arus bolak-balik? Yup, rangkaian resistor, induktor dan kapasitor memiliki besar tegangan dan arus yang berbeda ketika dialiri dengan sumber tegangan bolak-balik seperti rumus yang sudah dibahas di atas. Kamu masih punya pertanyaan atau contoh soal dari materi ini? Langsung saja diskusikan melalui ruangguru ruangbelajarplus. Kamu bisa tanya jawab soal dengan tutormu dan teman-teman lainya lho

New Call-to-action

Beri Komentar