Daya dalam Rangkaian Arus Bolak-Balik

Jika suatu rangkaian seri RLC dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik (V), maka kuat arus yang mengalir pada rangkaian ditentukan oleh besar tegangan dan impedansi total rangkaian. Hubungan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut:

I = arus listrik (A)

V = tegangan sumber (V)

Z = impedansi total (Ω)

R = hambatan resistor (Ω)

Dengan demikian, daya listrik pada rangkaian AC dapat dituliskan:

Daya Semu dan Daya Sesungguhnya

Daya yang dihitung menggunakan persamaan di atas disebut daya semu, karena nilainya lebih besar dibandingkan dengan daya yang benar-benar dikonsumsi oleh resistor. Daya sesungguhnya adalah daya yang terukur oleh alat ukur wattmeter. Hubungannya dituliskan sebagai berikut:

P = daya semu (Watt)

P' = daya sesungguhnya (Watt)

R = hambatan resistor (Ω)

Faktor Daya

Perbandingan antara daya sesungguhnya dengan daya semu disebut faktor daya. Faktor daya menunjukkan seberapa efisien rangkaian menggunakan energi listrik yang diberikan oleh sumber.

Z = impedansi total (Ω)

Persamaan Umum Daya Sesungguhnya

Dengan memperhatikan faktor daya, persamaan daya sesungguhnya dapat dituliskan dalam beberapa bentuk:

P' = daya sesungguhnya (W)

V = tegangan sumber (V)

I = arus listrik (A)

Kegiatan Kelompok

Menurut Hukum Faraday, GGL induksi timbul karena perubahan fluks magnetik terhadap waktu. Semakin cepat perubahan fluks magnetik, semakin besar nilai GGL yang dihasilkan. Faktor lain yang memengaruhi GGL induksi adalah jumlah lilitan kumparan dan kekuatan medan magnet. Ketika magnet digerakkan cepat ke arah kumparan, fluks magnetik berubah lebih cepat, sehingga GGL induksi yang terukur juga meningkat.

Magnet batang

Galvanometer atau sensor tegangan (bisa menggunakan alat digital sederhana)

Kabel jumper

Kumparan (induktor) dengan jumlah lilitan tetap, misalnya 300 lilitan

Stopwatch atau aplikasi pengukur waktu di ponsel

Penggaris atau pita ukur

Susun rangkaian seperti pada skema berikut: magnet digerakkan mendekati kumparan yang terhubung ke galvanometer.

Tentukan jarak awal magnet dari kumparan, misalnya 10 cm.

Gerakkan magnet perlahan-lahan menuju kumparan, lalu amati simpangan jarum galvanometer.

Ulangi percobaan dengan kecepatan sedang dan kecepatan cepat (diukur dengan stopwatch).

Catat besar simpangan galvanometer pada setiap variasi kecepatan.

Diskusikan hasilnya untuk menemukan hubungan antara kecepatan perubahan medan magnet dan besar GGL induksi.

Buat kesimpulan bersama berdasarkan data pengamatan.

Bagaimana hubungan antara kecepatan gerak magnet dan besar GGL induksi?

Apa yang terjadi pada arah arus induksi ketika arah gerak magnet dibalik?

Bagaimana hasil percobaan ini membuktikan kebenaran Hukum Faraday dan Lenz?