RG Squad sebelumnya sudah tahu dong rangkaian arus bolak-balik terdiri dari rangkaian resistor, induktor dan kapasitor? Ternyata ketiga rangkaian tersebut dapat disusun secara seri yang biasa disebut rangkaian seri RLC. Arusnya sama besar serta memiliki hambatan total dan tegangan total/jepit. Mari, kita bahas lebih lengkapnya di bawah ini ya!
Rangkaian seri RLC pada arus bolak-balik terdiri dari resistor (R), induktor (L) dan kapasitor (C) yang dihubungkan dengan sumber tegangan AC dan disusun secara seri. Hambatan yang dihasilkan oleh resistor disebut resistansi, hambatan yang dihasilkan oleh induktor disebut reaktansi induktif (XL), dan hambatan yang dihasilkan oleh kapasitor disebut reaktansi kapasitif (XC). Ketiga besar hambatan tersebut ketika digabungkan dalam disebut impedansi (Z) atau hambatan total.
Rangkaian seri RLC (Sumber: myrihtspot.com)
Ketiga hambatan tersebut (R, XL dan XC) mengalir arus (i) yang sama sehingga diagram fasor arus diletakkan pada t=0. Tegangan pada resistor (VR) berada pada fasa yang sama dengan arus, tegangan (VL) pada reaktansi induktif (XL) mendahului arus sejauh 90º, dan tegangan (VC) pada reaktansi kapasitif (XC) tertinggal oleh arus sejauh 90º.
Diagram fasor untuk I, VR, VL, dan VC (Sumber: myrightspot.com)
Diagram fasor dapat digunakan untuk mencari besar tegangan jepit seperti di bawah ini:
VR = Imax R sin ωt = Vmax sin ωt
VL = Imax XL sin (ωt + 90) = Vmax sin (ωt + 90)
VC = Imax XC sin (ωt – 90) = Vmax sin (ωt – 90)
Besarnya tegangan jepit dapat dihitung dengan menjumlahkan VR, VL, dan VC sehingga menjadi:
Besar arus adalah sama, sehingga besar tegangan pada masing-masing komponen R, L dan C adalah: VR = I R , VL = I XL , dan VC = I XC. Subsitusikan ke dalam rumus tegangan jepit sehingga hasil akhir diperoleh hambatan total atau impedansi sebagai berikut:
Rangkaian seri RLC memiliki beberapa kemungkinan:
Agar lebih jelas lagi, yuk kita kerjakan contoh soal di bawah ini Squad!
Diketahui:
R = 60 Ω
XL = 120 Ω
XC = 40 Ω
Imax = 4 A
Ditanya: Vmax ?
Jawab:
Vmax = Imax Z = 4 (100) = 400 Volt
Jadi besar tegangan maksimum yang dibutuhkan adalah 400 Volt
2. Sebuah resistor 300 Ω, inductor 2 H, dan kapasitor 20 µF dirangkai secara seri serta dihubungkan dengan sumber tegangan 200 Volt, 100 rad/s. Tentukanlah:
a. Reaktansi induktif, reaktansi kapasitif, dan sifat rangkaian
b. Impedansi
Diketahui:
R = 300 Ω
L = 2 H
C = 20 µF= 20 x 10-6 F
ω = 100 rad/s
Ditanya: XL, XC, Z dan sifat rangkaian ?
Jawab:
a.
Karena XL < XC rangkaian bersifat kapasitif
b.
Nah, Squad bagaimana sudah lebih paham kan penjelasan di atas? Yup, pada rangkaian seri RLC kamu bisa menghitung tegangan jepit, hambatan total dan lainnya. Kamu juga bisa mempelajari materi ini melalui video animasi lengkap dengan soal dan pembahasan di ruangbelajar. Gunakan sekarang kuy!
Karina Dwi Adistiana
Artikel Lainnya
Beri Komentar
RUANGGURU HQ
Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860
Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru
Produk Ruangguru
Produk Lainnya
Bantuan & Panduan
Hubungi Kami
© 2023 Ruangguru. All Rights Reserved PT. Ruang Raya Indonesia