Resistor, Induktor, Kapasitor

Arus Searah (DC)

Arus searah adalah aliran elektron dari suatu titik yang energi potensialnya tinggi ke titik lain yang energi potensialnya lebih rendah. Pada rangkaian DC hanya melibatkan arus dan tegangan searah, yaitu arus dan tegangan yang tidak berubah terhadap waktu. Elemen pada rangkaian DC meliputi:

a.       baterai

b.      hambatan dan

c.       kawat penghantar

Arus searah juga meliputi :

1. Hukum Ohm

Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi, data pengamatan menunjukkan ada hubungan yang menarik antara kuat arus dan hambatan. Jika dalam suatu hambatan listrik dalam satuan ohm dan dialiri arus sebesar I Ampere, maka dalam resistansi tersebut akan terjadi kerugian tegangan.

2. Hukum Kirchoff I dan II

a.       Hukum Kirchoff I

Hukum Kirchoff I berbunyi “jumlah aljabar dari arus yang menuju/ masuk dengan arus yang meninggalkan/keluar pada satu titik sambungan/cabang sama dengan nol “

Dirumuskan :

 i = 0

b.      Hukum Kirchoff II

Hukum Kirchoff II ini berbunyi “di dalam satu rangkaian listrik tertutup jumlah aljabar antara sumber tegangan dengan kerugian-kerugian tegangan selalu sama dengan nol.”

Dirumuskan :

 V +  IR = 0

  

Arus Bolak Balik (AC)

            Arus bolak balik adalah arus yang mengalir bolak balik pada arah yang berlawanan dalam suatu rangkaian tertutup.

Ø  Elemen pada arus bolak balik :

Suatu tenaga listrik yang dihubungkan pada rangkaian elemen akan terjadi 3 faktor yaitu :

1. Jika tenaganya dipakai oleh elemen, maka elemenya adalah resistor.
2. Sedangkan bila tenaganya disimpan dalam bentuk medan magnet elemenya adalah Induktor.
3. Dan jika tenaganya disimpan dalam bentuk medan listrik maka elemenya adalah kapasitor atau kondensator.

RESISTOR (R)

            Beda potensial V (t) dari kedua terminal resistor murni adalah berbanding lurus dengan arus I (t) yang mengalir pada resistor tersebut.

INDUKTANSI (L)

            Jika arus berubah dalam rangkaian, fluksi magnet dalam rangkaian pada waktu yang sama akan berubah juga. Perubahan fluksi menyebabkan diinduksikan emf v (baterai) pada rangkaian tersebut.

KAPASITANSI (C)

            Beda potensial v antara terminal kondensator (kapasitor) adalah berbanding dengan muatannya.

Rangkaian  Dasar Arus Bolak-Balik

Rangkaian Arus Bolak-Balik dengan beban Resistansi (R)

Apabila suatu resistansi R dihubungkan dengan suatu sumber tegangan itu akan mengeluarkan arus listrik melalui resistor. Dapat dirumuskan :

Rangkaian Arus Bolak-Balik dengan beban Induktor (L)

Apabila suatu inductor L murni dihubungkan dengan tegangan, maka besarnya arus yang mengalir adalah:

Rangkaian Arus Bolak-Balik dengan beban Kapasitor (C)

            Apabila suatu kapasitor C murni dihubungkan dengan sumber tegangan, maka besar arus yang mengalir adalah :

Rangkaian Seri

1. R Seri dengan L

Apabila suatu resistance R dan inductance L dihubungkan seri dan dihubungkan pada tegangan v(t), maka perbandingan antara fungsi tegangan dan fungsi arus menunjukan besarnya impedansi dalam bentuk complex, yaitu :

Z = R + jωL

2. R seri dengan C

Suatu rangkaian seri yang terdiri dari RC yang dihubungkan dengan sumber tegangan v(t). dapat diperoleh rumus :

Z = R – jXc

3. R Seri dengan L dan C

Apabila rangkaian seri RLC yang dihubungkan dengan tegangan, maka ada 3 kemungkinan yaitu :

a.       X_L > X_c

Jadi Z = R + j(X_L – X_C) bersifat induktif dan arus mengikuti tegangan sebesar sudut seperti :

b.      X_L < X_c

Jadi rangkaian akan bersifat kapasitif dan arus mendahului tegangan sebesar sudut

c.       X_L = X_c

Jadi rangkaian akan bersifat resistif atau arus sephase dengan tegangan. Keadaan ini dinamakan resonansi deret, dimana harga impedansi minimum dan harga arus maksimumnya sama. Dirumuskan :

Z = R

Contoh Soal: Rangkaian seri R = 300 , induktor L = 2 H, dan kapasitor C = 6 μF, dihubungkan dengan sumber tegangan AC, frekuensi = 50 Hz. Hitung besarnya impedansi Z.

Jawaban:

Source : Sila Ayu P.M dan Sholichah