Kelas
12 Fisika Litrik Arus Bolak-Balik (Listrik AC)
Kelas 12 Fisika Litrik
Arus Bolak-Balik (Listrik AC). Dapatkan di sini Catatan untuk Kelas 12 FisikaListrik Arus Bolak-Balik. Untuk memenuhi kualifikasi Kelas 12 dengan skor baik
dapat membaca artikel ini untuk dijadikan catatan. Ini hanya mungkin jika Anda
memiliki materi pelajaran Fisika Kelas 12 dan rencana persiapan untuk SBMPTN.
Untuk membantu Anda dengan itu, kami di sini akan memberikan catatan. Semoga
catatan ini akan membantu Anda memahami topik-topik penting dan mengingat
poin-poin kunci untuk sudut pandang ujian. Di bawah ini kami berikan Catatan
Fisika Kelas 12 untuk topik Arus Bolak-Balik (Listrik AC).
Listrik Arus
bolak-balik (listrik AC — alternating current) adalah
arus listrik yang dimana besarnya dan arahnya arus akan berubah-ubah
secara bolak-balik. Berbeda dengan listrik arus searah dimana arah
arus tersebut yang mengalir tidak berubah-ubah dengan waktu.
RANGKAIAN
RESISTOR
Sebuah resistor akan
dialiri arus bolak-balik ketika yang dihubungkan dengan sumber tegangan
bolak-balik. Rangkaian resistor dalam arus bolak-balik ini digunakan untuk
menurunkan potensial listrik dalam rangkaian tersebut atau sebagai pembatas
arus listrik yang masuk sehingga arus dan tegangan dalam rangkaian resistor ini
mempunyai fase yang sama saat terhubung dengan sumber tegangan bolak-balik.
Rangkaian resistor dalam
arus bolak-balik (Sumber: myrightspot.com)
Grafik hubungan antara
tegangan dan arus terhadap waktu pada resistor
(Sumber:
myrightspot.com)
Berdasarkan grafik
terlihat bahwa tegangan dan arus berada pada keadaan sefase artinya mencapai
nilai maksimum pada saat yang sama. Sebuah resistor yang dihubungkan dengan
sumber tegangan bolak-balik, besarnya tegangan pada resistor sama dengan
tegangan sumber. Di bawah ini merupakan contoh rumus tegangan resistor dan arus
yang mengalir melalui resistor.
RANGKAIAN
INDUKTOR
Sebuah induktor mempunyai
hambatan yang disebut dengan reaktansi induktif saat dihubungkan dengan sumber
tegangan arus bolak-balik. Hambatan atau reaktansi induktif ini bergantung pada
frekuensi sudut arus dan induktansi diri induktor atau dapat dirumuskan
sebagai
Rangkaian induktor pada
arus bolak-balik (Sumber: myrightspot.com)
Grafik hubungan tegangan
dengan arus terhadap waktu pada induktor
(Sumber:
myrightspot.com)
Berdasarkan grafik di
atas terlihat bahwa besar tegangan pada induktor adalah nol saat arus
induktornya maksimum, begitupun sebaliknya. Artinya tegangan pada induktor
mencapai nilai maksimum lebih cepat serempat periode daripada saat arus
mencapai maksimumnya. Rumus tegangan dan arus bolak-balik yang mengalir pada
induktor seperti berikut:
RANGKAIAN
KAPASITOR
Sebuah kapasitor memiliki karakteristik yang dapat menyimpan energi dalam bentuk muatan listrik ketika dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik maupun tegangan searah. Kapasitor yang dialiri arus bolak-balik ini akan timbul resistansi semu atau biasa disebut dengan reaktansi kapasitif. Besar nilai reaktansi kapasitif ini bergantung pada besarnya nilai kapasitansi kapasitor dan frekuensi sudut arus atau dapat dirumuskan sebagai berikut:
Sebuah kapasitor memiliki karakteristik yang dapat menyimpan energi dalam bentuk muatan listrik ketika dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik maupun tegangan searah. Kapasitor yang dialiri arus bolak-balik ini akan timbul resistansi semu atau biasa disebut dengan reaktansi kapasitif. Besar nilai reaktansi kapasitif ini bergantung pada besarnya nilai kapasitansi kapasitor dan frekuensi sudut arus atau dapat dirumuskan sebagai berikut:
Rangkaian kapasitor
terhadap arus bolak-balik (Sumber: myrightspot.com)
Grafik hubungan tegangan
dengan arus terhadap waktu pada kapasitor
(Sumber:
myrightspot.com)
Berdasarkan grafik di
atas terlihat bahwa arus pada kapasitor maksimum saat tegangan kapasitor
bernilai nol, begitupun sebaliknya. Artinya, arus bola-balik mencapai nilai
maksimumnya seperempat periode lebih cepat daripada saat tegangan ini mencapai
nilai maksimumnya. Rumus tegangan dan arus bolak-balik yang mengalir pada
kapasitor seperti berikut:
Rangkaian resistor,
induktor dan kapasitor ini memiliki besar tegangan dan arus yang berbeda ketika
dialiri dengan sumber tegangan bolak-balik seperti rumus yang sudah dibahas di
atas.
CONTOH
SOAL
Contoh
Soal 1 Buah Resistor
Jika
Anda memiliki sebuah alat ukur arus (Amperameter), kemudian Anda ingin
mengetahui besar tegangan sebuah baterai yang tersusun secara seri dengan 4
buah resistor 2 kohm, 4 kohm, 6 kohm dan 8 kohm. Arus pada rangkaian seri
tersebut yang terbaca oleh Amperameter adalah 0,5 mA. Maka yang perlu kalian
lakukan adalah tentukan besar resitor pengganti atau resistor total dari
rangkaian tersebut, kemudian gunakan Hukum Ohm untuk menentukan tegangan baterai.
Pembahasan:
Diketahui
:
R1
= 2 kohm
R2
= 4 kohm
R3
= 6 kohm
R4
= 8 kohm
I
= 0,5 mA = 0,5 . 10^-3 A
Ditanya
: Besar
Tegangan Baterai
Pertama
: Gunakan
Rumus Resistor Seri ini untuk menentukan Resistor total rangkaian
Rs
= R1 + R2 + R3 + R4
Rs
= 2 kohm + 4 kohm + 6 kohm + 8 kohm = 20 kohm
Kedua
: Gunakan
Hukum Ohm untuk menentukan tegangan baterai
V
= I . R
V
= (0,5 mA) (20 kohm)
Ingat
konversi satuan dari mA ke A dan dari kohm ke ohm
V
= (0,5 . 10^-3 A) (20 . 10^3 Ohm) = 10 Volt
Jadi,
tegangan baterai tersebut adalah 10 Volt
Contoh
Soal 2 Kapasitor
Tiga kapasitor terangkai
seri-paralel jika C1 = 2 μF, C2 = 4 μF, C3 = 4 μF, maka
kapasitas penggantinya adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Kapasitor C1 = 2 μF
Kapasitor C2 = 4 μF
Kapasitor C3 = 4 μF
Ditanya : Kapasitas pengganti (C)
Jawab :
Kapasitor C2 dan C3 terangkai paralel. Kapasitas penggantinya adalah :
CP = C2 + C3 = 4 + 4 = 8 μF
Kapasitor C1 dan CP terangkai seri. Kapasitas penggantinya adalah :
1/C = 1/C1 + 1/CP = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8
C = 8/5 μF
μF
= mikro Farad (satuan kapasitansi listrik). 1 μF = 10-6 Farad
Jangan lupa Download Juga : Materi Siap Kelas 12 PATERON
Jangan lupa Download Juga : Materi Siap Kelas 12 PATERON