RANGKAIAN AC Pertemuan 5-6 1 Rangkaian AC berbeda dengan rangkaian DC. Rangkaian AC memiliki arus dan tegangan AC yang berubah-ubah sesuai dengan kurva sinus terhadap waktu disebut gelombang sinusoida. i(t)/v(t) t T=1/f 2 Harga sesaat sinyal AC untuk arus dan tegangan dinyatakan i(t) dan v(t). Emaks atau Imaks menyatakan harga maksimum atau amplitudo. menyatakan pergeseran sudut fasa. e(t ) E m sin( wt ) Hertz i (t ) I m sin( wt ) Waktu yang diperlukan bagi siklus sinyal AC dalam satu gelombang sinusoida disebut periode, T (detik). Jumlah satu siklus gelombang sinusoida dalam satu detik sebut frekuensi, f (Hz). 1 f T 3 Besaran nilai sinyal AC dinyatakan dalam harga efektif dan sudut pergeseran fasa (). Hubungan antara harga efektif dengan harga maksimum : I eff I Im 2 Veff V Vm 2 Karakteristik beban pada rangkaian AC dipengaruhi oleh tiga komponen R resistor, C kapasitansi dan L induktansi. Pergeseran sudut fasa terjadi adanya komponen kapasitansi dan atau induktansi. 4 • Analisis Fasor Analisis dalam rangkaian AC lebih kompleks dibandingkan dengan rangkaian DC. Analisis rangkaian AC didasari pada analisis fasor untuk mengekspresikan sinyal AC. Analisis fasor adalah analisis vektor yang berputar pada selang waktu tertentu. Fasor menyatakan transformasi fungsi waktu ke dalam bidang kompleks yang mengandung informasi tentang amplitudo dan sudut fasa. 5 Sistem Bilangan Kompleks Sumbu imajiner j Z b a z r.e j z r Sumbu real z a jb z r (cos j sin ) 6 Perhitungan r r a b 2 2 Perhitungan sudut fasa a cos r b tan a 7 Pergeseran Fasa Pergeseran sudut fasa terjadi antara arus dan tegangan dalam rangkaian AC. Besar pergeseran ditentukan oleh impedensi. Bentuk umum dari beban impedensi dalam rangkaian AC : Z = R + jX Ohm R menyatakan nilai real dan X menyatakan nilai imajiner atau khayal dari beban Z. Pergeseran sudut fasa antara arus dan tegangan dapat dikategorikan menjadi tiga, yaitu : – arus tertinggal sebesar terhadap tegangan – arus sefasa dengan tegangan – arus meninggalkan sebesar 8 • Faktor Daya Perhitungan daya didalam rangkaian AC selalu berkaitan dengan faktor daya atau faktor kerja. Faktor daya diperlukan untuk menentukan besar daya nyata. Ada tiga jenis daya dalam rangkaian AC, yaitu daya tampak, daya nyata dan daya reaktif. Perhitungan antara daya mengikuti aturan segitiga phytagoras. j S=P+jQ S Q P Real 9 Hubungan antara daya S 2 P2 Q2 Daya nyata : V2 P VI cos I R R Daya Reaktif : Q = VI sin 2 Daya Tampak : S = V I watt VAR (Volt Ampere Reaktif) VA (Volt Ampere) P Faktor daya cos S 10 • Rangkaian RLC Seri 2.583 A AC A R1 20 V1 -142/142V 50 Hz 100.1 V AC V L1 100mH C1 50uF 11 Perhitungan hubung seri : Arus yang melalui masing-masing komponen R, XL dan XC adalah sama. Nilai beban rangkaian: XL>XC Z = R + j (XL- XC) Z R2 ( X L X C )2 arctan X L XC R 12 XL<XC Z = R + j (XC – XL) Z R (XC X L ) 2 arctan 2 XC X L R Tegangan masing – masing antara komponen atau disebut tegangan jatuh ditentukan oleh nilai R, XL dan XC VR = I R VL = I XL VC = I XC 13 • Hubungan antara tegangan Unntuk VL > VC VT VR2 VL VC 2 VL VC arctan R Untuk VC > VL VT 2 VR VC VL VC VL arctan R 2 14 • Rangkaian RLC Paralel Rangkaian RLC paralel adalah suatu rangkaian yang berisi resitensi, reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif yang dihubungan secara paralel 5.272 A AC A V1 -142/142V 50 Hz 5.014 A AC A R1 20 3.188 A AC A L1 100mH 1.571 A AC A C1 50uF 15 Tegangan pada masing-masing jalur adalah sama VT=VR=VL=Vc . VT digunakan sebagai acuan untuk mengukur sudut fase . Arus total IT merupakan penjumlahan fasor arus IR, IL dan IC. Arus dalam resistensi IR sefase dengan VT . Arus dalam induktansi IL terlambat terhadap tegangan VT sebesar 900. Arus dalam kapasitor IC mendahului terhadap tegangan sebesar 900. Jika IL > IC, IT akan terlambat terhadap VT sehingga rangkaian RLC paralel menjadi rangkaian induktif. Hubungan antara IT, IR, IL, dan IC. I T I R2 I L I C 2 I L IC arctan IR 16 Jika Ic > IL, IT akan mendahului terhadap VT sehingga rangkaian RLC paralel menjadi rangkaian kapasitif. Hubungan antara IT, IR, IL, dan IC : IT 2 IR I C I L 2 IC I L arctan IR 17
© Copyright 2024 Paperzz
