Rangkaian Arus Bolak-Balik

Pernahkah Anda menyalakan televisi atau radio untuk menikmati hiburan sehari-hari? Sebenarnya, bagaimana perangkat tersebut dapat bekerja dengan baik? TV dan radio berfungsi karena menggunakan rangkaian listrik arus bolak-balik (AC) yang menerima gelombang elektromagnetik dengan frekuensi tertentu. Pada bagian ini kita akan mempelajari berbagai jenis rangkaian arus bolak-balik beserta karakteristik masing-masing.

Rangkaian Resistor pada Arus Bolak-Balik

Jika sebuah resistor dengan hambatan (R) dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, maka berlaku hubungan sebagai berikut:

I = arus listrik sesaat (A)

R = hambatan listrik (Ω)

Rangkaian Induktor pada Arus Bolak-Balik

Apabila sebuah kumparan dengan induktansi (L) dihubungkan ke sumber AC, maka timbul gaya gerak listrik (GGL) induksi.

Dengan menerapkan hukum Kirchhoff, maka:

atau dapat dituliskan juga:

V = tegangan sumber (V)

L = induktansi kumparan (H)

I = arus listrik (A)

Sehingga, tegangan pada induktor dapat dituliskan:

Rangkaian Kapasitor pada Arus Bolak-Balik

Ketika sebuah kapasitor dihubungkan ke sumber AC, kapasitor akan menyimpan muatan listrik.

Jika diturunkan terhadap waktu, arus menjadi:

Rangkaian Seri Resistor dan Induktor (RL)

Jika sebuah resistor (R) disusun seri dengan induktor (L), lalu dihubungkan ke sumber AC, maka berlaku:

Impedansi total rangkaian RL adalah:

Sudut fase antara arus dan tegangan adalah:

Rangkaian Seri Resistor dan Kapasitor (RC)

Apabila resistor (R) disusun seri dengan kapasitor (C), lalu dihubungkan ke sumber AC, maka:

Impedansi total rangkaian RC adalah:

Sudut fase antara arus dan tegangan:

Rangkaian Seri RLC

Jika resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) disusun seri, maka setiap komponen memiliki sifat masing-masing. Persamaan umum rangkaian adalah:

Impedansi total rangkaian RLC:

Sudut fase arus terhadap tegangan:

Resonansi dalam Rangkaian RLC Seri

Kondisi resonansi:

Arus maksimum pada kondisi resonansi: