ppt arus listrik searah fisika kelas 12 semester ganjil

arus listrik searah

1. Rangkaian Arus
Bolak-Balik

2. 10.1 Rangkaian Hambatan Murni
10.2 Rangkaian Hambatan Induktif
Sebuah kumparan induktor mempunyai induktansi diri L
dipasangkan tegangan bolak-balik V, maka pada ujung2
kumparan timbul GGL induksi
Hambatan induktif X
L mempunyai harga :
X
L
= hambatan induktif (Ohm)
tii
tVV
m
m


sin
sin


dt
di
L
)sin(
sin
2
1




tii
tVV
m
m
LfLX
L .2.

3. 10.3 Rangkaian Hambatan Kapasitif
Sebuah kapasitor dengan kapasitas C dihubungkan dg
tegangan bolak-balik V, maka pada kapasitor itu
menjadi bermuatan, sehingga pada plat2nya
mempunyai beda potensial sebesar
Besar hambatan kapasitif X
C :
C
Q
V
)sin(
sin
2
1




tii
tVV
m
m
CfC
X
C
.2
1
.
1



4. 10.4 Rangkaian R-L Seri
Hambatan seri R dan X
L dihubungkan dg teg. bolak-balik V.
Hukum Ohm I :
V
R = beda potensial antara ujung2 R
V
L = beda potensial antara ujung2 X
L
Besar tegangan total V ditulis secara vektor :
Hambatan R dan X
L
juga dijumlahkan secara vektor :
Z = impedansi (Ohm)
Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah :
LL
R
iXV
iRV


22
L
XR
V
Z
V
i


22
LRVVV 
22
L
XRZ 

5. 10.5 Rangkaian R-C Seri
Hambatan seri R dan X
C dihubungkan dg teg. bolak-balik V.
Hukum Ohm I :
V
R = beda potensial antara ujung2 R
V
C = beda potensial antara ujung2 X
C
Besar tegangan total V ditulis secara vektor :
Hambatan R dan X
C
juga dijumlahkan secara vektor :
Z = impedansi (Ohm)
Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah :
CC
R
iXV
iRV


22
C
XR
V
Z
V
i


22
CRVVV 
22
CXRZ 

6. 10.6 Rangkaian R-L-C Seri
Hambatan seri R, X
L dan X
C dihubungkan dg teg. bolak-balik V.
Hukum Ohm I :
V
R = beda potensial antara ujung2 R
V
C = beda potensial antara ujung2 X
C
V
L = beda potensial antara ujung2 X
L
Besar tegangan total V ditulis secara vektor :
Hambatan R, X
L dan X
C juga dijumlahkan secara vektor :
Z = impedansi (Ohm)
Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah :
CC
LL
R
iXV
iXV
iRV



22
)(
CLXXR
V
Z
V
i


22
)(
CLR VVVV 
22
)(
CLXXRZ 

7. 10.7 Rangkaian Resonansi
Jika dalam rangkaian RLC seri X
L
= X
C
maka
Arus efektif pada rangkaian akan mencapai harga terbesar
yaitu pada
Dikatakan rangkaian dalam keadaan resonansi. Dalam hal ini
berlaku
Jadi frekuensi resonansinya adalah
C
L
XX
CL


1


R
V
i
LC
f
2
1

RRZ  0
2

8. Hubungan antara harga maksimum dan efektif
V
ef
= tegangan efektif (V)
V
m = tegangan maksimum (V)
i
ef = arus efektif (A)
i
m
= arus maksimum (A)
Hubungan antara harga maksimum dan rata-rata
V
r = tegangan rata-rata (V)
V
m = tegangan maksimum (V)
i
r
= arus rata-rata (A)
i
m = arus maksimum (A)
2
2
m
ef
m
ef
V
V
i
i




m
r
m
r
V
V
i
i
2
2



9. 10.8 Daya Arus Bolak-balik
Daya dalam arus searah dirumuskan P = V.i, dengan V dan i
harganya selalu tetap.
Tetapi untuk arus bolak-balik daya listriknya dinyatakan
sebagai : perkalian antara tegangan, kuat arus dan
faktor daya.
Dengan :
P = daya listrik bolak-balik (Watt)
V = tegangan efektif (V)
i = kuat arus efektif (A)
Z = impedansi rangkaian (Ohm)
Cos θ = faktor daya =
 cosatau cos
2
ZiPViP 
Z
R
cos

10. Contoh :
1.Jala2 listrik di rumah mempunyai beda tegangan 220 V,
berapakah harga tegangan maksimumnya ?
2.Pada rangkaian RLC seri dengan R = 80 Ohm, X
L = 100 Ohm,
dan X
C = 40 Ohm, disambungkan dengan sumber tegangan
bolak-balik yang mempunyai tegangan maksimum 120 V.
Tentukan arus maksimum pada rangkaian.
3.Pada frekuensi 100 Hz, reaktansi dari sebuah kapasitor
adalah 4000 Ohm dan reaktansi dari sebuah induktor
adalah 1000 Ohm. Jika kapasitor dan induktor itu dipasang
pada sebuah rangkaian, maka pada frekuensi berapakah
resonansi terjadi ?
4.Pada rangkaian RLC seri dengan R = 40 Ohm, X
L = 50 Ohm,
dan X
C = 20 Ohm, disambungkan dengan sumber tegangan
bolak-balik yang mempunyai tegangan efektif 110 V.
Tentukan daya yang digunakan oleh seluruh rangkaian.