Rangkaian RLC [PDF]

Citation preview

Rangkaian RLC Sebelum mempelajari RLC  secara dalam, ada baiknya kenali dulu apa itu rangkaian arus bolak balik. Rangkaian arus bolak balik merupakan rangkaian yang menggunakan arus bolak balik (AC). Arus AC (Bolak Balik) yaitu arus listrik yang memiliki arah dan besar yang selalu berubah-ubah secara periodik. Rangkaian arus bolak balik memiliki hambatan yang terdiri dari hambatan resistor atau resistansi (R), hambatan induktor atau reaktansi induktif (XL) dan hambatan kapasitor atau reaktansi kapasitif (XC). Gabungan dari ketiga besar hambatan tersebut dinamakan dengan Impedansi atau hambatan total yang dinyatakan sebagai Z dengan satuan Ohm. Rangkaian RLC adalah rangkaian yang terdiri dari Resistor, Induktor dan Kapasitor yang disusun baik secara seri maupun paralel. Disebut dengan RLC karena pada rangkaian ini menunjukkan simbol ketahanan (R), Induktansi (L), dan Kapasitansi (C).  Rangkaian RLC akan membentuk osilator harmonik dan beresonansi dengan suatu cara yang sama sebagai rangkaian LC.



Analisis RLC 1. Arus AC pada Resistor Arus AC atau bolak balik yang melintasi resistor akan menimbulkan tegangan seperti persamaan berikut ini : VR   =  IR Dari persamaan di atas dapat dilihat bahwa besarnya arus yang melewati resistor sebanding dengan tegangan yang dihasilkan. Hal ini berarti bila arus yang masuk besar, maka tegangan yang akan dihasilkan juga akan besar. Kondisi tersebut dikatakan dengan arus dan tegangannya sefase.



2. Arus AC pada Induktor



Bila arus AC atau bolak-balik yang melintasi suatu induktor besarnya berubah-ubah setiap waktu, maka akan dihasilkan tegangan induksi VL. Hubungan antara arus dan tegangan induksi dapat dirumuskan dengan persamaan seperti berikut : Dari persamaan di atas, terlihat bahwa semakin besar perubahan arus setiap waktu, maka semakin besar pula tegangan induksinya. Tegangan induksi tersebut muncul setelah adanya perubahan arus pada selang waktu tertentu. Kondisi ini menunjukkan bahwa arus tidak sejalan dengan tegangan atau tegangan tidak sefase dengan arus. Tegangan akan mendahului arus dengan besa sudut sebesar 900.



3. Arus AC pada Kapasitor



Saat arus AC sebesar IC melewati kapasitor, maka akan timbul tegangan VC. Dan kemudian tegangan kapasitor tersebut akan naik menjadi V t secara perlahan, dapat dirumuskan dengan persamaan berikut ini :



Dari persamaan di atas menunjukkan bahwa saat arus melalui kapasitor maka tegangan kapasitor akan naik. Dan sebaliknya, ketika arus diturunkan hingga ke titik 0, maka tegangan kapasitor juga akan turun secara perlahan. Kondisi ini menunjukkan bahwa arus dan tegangan tidak berjalan secara bersamaan, yang artinya arus dan tegangan tidak sefase. Arus akan mendahului tegangan dengan beda sudut fase sebesar 900.



Rangkaian RLC Seri



Rangkaian RLC seri merupakan rangkaian elektronika yang terdiri atas Resistor, Induktor, dan Kapasitor yang dihubungkan secara seri dengan sumber tegangan bolak baluk atau tegangan AC. Ketiga hambatan tersebut dialiri arus (I) yang sama sehingga diagram fasor arus diletakkan pada t=0. Pada rangkaian RLC seri, tegangan resistor (VR) berada pada fasa yang sama dengan arus, tegangan induktor (VL) mendahului arus sejauh 900, dan tegangan Kapasitor(VC) didahului arus sejauh 900. Diagram Fasor Impedansi untuk rangkaian RLC Seri



Persamaan mengenai rangkaian RLC seri dapat dirumuskan sebagai berikut ini : Tegangan Efektif



Besar arus yaitu sama, sehingga nilai tegangan pada masing-masing komponen R, L, dan C adalah VR  =   I.R



VL   =  I XL VC  =  I XC



Impedansi



Besarnya Sudut Fase Rangkaian



Arus Efektif



Frekuensi Resonansi RL



Dari persamaan – persamaan di atas dapat di simpulkan beberapa sifat yang dimilik rangkaian RLC seri, antara lain : 1. Nilai XL  >  XC ,  rangkaian bersifat induktif dimana tegangan mendahului arus dengan beda sudut fase -900. 2. Nilai XL