Nilai Efektif Dan Maksimum Pada Rangkaian Arus Bolak-Balik

Pernahkah anda melihat osciloskop ? Pernahkah anda mengoperasikan osciloskop? Bagaimana cara membaca grafik gelombang yang dihasilkan dari osciloskop ? Dari mana asal sumber tegangan Bolak-balik tersebut ? Apa yang terjadi dengan arus dan tegangan listrik kalau komponen resistor, induktor dan kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan AC ? Apa yang dimaksud dengan resonansi pada rangkaian R-L-C ? Anda akan sanggup menjawab pertanyaan-pernyataan tersebut sehabis mempelajari bahan berikut ini yaitu :

1. Nilai effektif dan Nilai maksimum
2. Resistor dalam rangkaian AC
3. Induktor dalam rangkaian AC
4. Kapasitor dalam rangkaian AC
5. Rangkaian seri Resistor dan Induktor
6. Rangkaian seri Resistor dan Kapasitor
7. Rangkaian seri Resistor, Induktor dan Kapasitor

Telah diurai pada bahan sebelumnya ( Pada pembahasan Induksi elektromagnetik ) perihal generator , dan generator inilah yang merupakan sumber arus dari arus AC , atau yang disebut dengan generator arus bolak-balik. Generator arus bolak-balik terdiri atas sebuah kumparan persegi panjang yang diputar dalam medan magnet homogen. Gaya gerak listrik yang dihasilkan adalah:

atau

dengan :

Pada rangkaian tegangan bolak-balik selalu didapatkan beda tegangan ataupun arus listrik yang berubah secara periodik. Oleh sebab dalam keperluan mudah diharapkan besaran listrik yang mempunyai harga tetap , maka dalam tegangan bolak-balik harga tersebut dinamakan dengan harga efektif. Harga efektif arus dan tegangan bolak-balik yaitu berpengaruh arus dan tegangan bolak-balik yang dianggap setara dengan arus atau tegangan searah yang menghasilkan jumlah kalor yang sama saat melalui suatu penghantar dalam waktu yang sama.

Misalkan ada sebuah penghantar yang mempunyai kendala r dialiri arus bolak-balik dalam waktu setengah periode ( ½ T) maka:

Hubungan antara arus effektif dan arus maksimum sanggup ditentukan dengan sebuah rumus :

Demikian juga dengan tegangannya maka terdapat nilai tegangan effektif dan nilai tegangan maksimum dengan persamaan :

Ada besaran-besaran lain yang penting yang terdapat pada pembahasan Arus dan Tegangan AC , yakni :

1. Frekuensi f (Hz) arus bolak-balik, frekuensi sudut (rad/s) dan Periode T, dihubungkan oleh persamaan berikut :

Karena,

2. Fase, beda fase, terlambat dan mendahului Jika berpengaruh arus i₁ = 0 saat t = 0 maka sanggup ditulis

. arus lain .kedua aus ini mempunyai frekuansi sudut,

 , dan amplitudo, Im, yang sama, tetapi berbeda fase dan

. Kedua arus ini berbeda fase sebesar  (rad) dimana, i₂

mendahului i₁ dengan sudut , atau i₁ terlambat terhadap i₂ dengan sudut . Dua besaran bolak-balik yang berbeda, contohnya arus dan tegangan sanggup juga berbeda fase saat nilai keduanya berubah dengan frekuensi sama. 

3. Nilai rata-rata besaran arus dan tegangan pada AC mempunyai nilai sama dengan nol sebab grafik fungsi sinus untuk besaran keduanya yaitu simetris terhadap sumbu waktu. Karena arus dan tegangan rata-rata sama dengan nol , maka dalam AC nilai rata-rata tidak berarti. Arus atau tegangan AC yang diukur oleh alat ukur AC bukanlah harga rata-rata tetapi harga effektifya.

4. Besaran-besaran yang ada di AC apabila diukur dengan memakai Amperemeter, voltmeter dan multitester memperlihatkan nilai effektifnya. Sedangkan apabila diukur dengan memakai Osciloskop maka kita sanggup memperoleh nilai maksimummya. Sebuah Osciloskop diatur skala penguat vertikalnya pada 4 V/cm dan waktu horizontalnya pada 10 milisekon/ cm. Ketika suatu sumber tegangan AC memperlihatkan sinyal pada layar osciloskop menyerupai tampak pada gambar berikut :

Skala vertikal grafik = skala tegangan = 4 V / cm. Sedangkan skala horizontal = skala waktu = 10 ms/cm

Pada grafik tampak bahwa jarak antara puncak atas ke puncak bawah yaitu 6 cm , berarti tegangan puncak ke puncak = 6 x 4 = 24 volt. Selanjutnya sanggup juga dikatakan bahwa tegangan maksimum sumber tegangan yaitu = 24 / 2 volt = 12 volt. Tagangan effektifnya

adalah == .

Perhatikan waktu untuk menempuh satu gelombang sama dengan periode gelombang. Pada grafik terlihat periodenya 8 cm yang berarti periode gelombang tersebut yaitu     8 x 10 ms =

80 . 10^-3 sekon. Maka frekuensi sanggup dihitung = 1/80 . 10^-3 sekon = 12,5 Hz

Sumber http://fisika-indonesia.blogspot.com