Senin, 06 Juni 2011

Arus Bolak balik

 I. PENDAHULUAN
Tujuan Materi: 
  •  Mahasiswa dapat menghitung besarnya arus bolak balik 
  • Mahasiswa dapat mengaplikasikan rumus kedalam contoh-contoh soal, serta menjawab soal latihan. 
  • Mahasiswa menghitung dan menganalisa menggunakan oscilioscop 
  • Mahasiswa dapat memahami perhitungan harga sesaat, harga rata-rata, dan harga efektif
II. PEMBAHASAN
 
Arus Bolak-balik
Arus bolak-balik (AC/alternating current) adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber generator dimana arus listrik dan tegangan merupakan fungsi waktu yang brubah-ubaha secara bolak-balik. Berbeda dengan arus searah dimana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah dengan waktu. Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).
Secara umum, listrik bolak-balik berarti penyaluran listrik dari sumbernya (misalnya PLN) ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Namun ada pula contoh lain seperti sinyal-sinyal radio atau audio yang disalurkan melalui kabel, yang juga merupakan listrik arus bolak-balik. Di dalam aplikasi-aplikasi ini, tujuan utama yang paling penting adalah pengambilan informasi yang termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak-balik tersebut.

Oscilioscope (Frekuensi)
Defenisi Osiloskop :
  • Alat yang digunakan untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yang ditampilkan pada layar 
  • Alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik 
  • Alat untuk pengukuran dan analisa bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian rangkaian elektronik
Dalam osiloskop terdapat tabung panjang yang disebut tabung sinar katode atau Cathode Ray Tube (CRT). Alat ukur ini ddigunakan sebagai alat untuk pengukuran rangkaian elektronik seperti TV, Radio Komunikasi, dsb. Vertical System pada osiloskop analog ada untuk mengatur penampakan Amplitudo dari sinyal yang diamati. 

Beberapa Kegunaan Osciloskop antara lain :
  • Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu. 
  • Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi. 
  • Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik. 
  • Membedakan arus AC dengan arus DC. 
  • Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu

Cara Kerja / Skema Osiloskop Analog (Analog Osciloscope Schematics)
Skema Osiloskop Analog
  • Saat kita mengkoneksikan probe ke sebuah rangkaian, Sinyal tegangan mengalir dari probe menuju ke pengaturan vertikal dari sebuah sistem osiloskop (Vertical System). Sebuah Attenuator akan melemahkan sinyal tegangan masukan sedangkan Amplifier akan menguatkan sinyal tegangan masukan. Pengaturan ini ditentukan oleh kita saat menggerakkan kenop "Volt/Div" pada user interface Osiloskop. 
  • Tegangan yang keluar dari sistem vertikal lalu diteruskan menuju Pelat Defleksi vertikal pada sebuah CRT (Catode Ray Tube), sinyal tegangan yang dimasukkan ke pelat ini nantinya akan digunakan oleh CRT untuk menggerakkan berkas-berkas elektron secara bidang vertical 
  • Sinyal masuk ke dalam Pelat defleksi vertical. Sinyal tegangan yang teraplikasikan disini menyebabkan berkas berkas elektron Bergerak. Tegangan positif mengakibatkan berkas elektron bergerak keatas, sedangkan tegangan negatif menyebabkan elektron terdorong kebawah 
  • Sinyal Yang keluar dari Vertikal Sytem tadi juga diarahkan ke Trigger System untuk memicu sweep generator dalam menciptakan apa yang disebut dengan "Horizontal Sweep". Pergerakan yang cepat dari elektron yang mencapai 500,000 kali per detik inilah yang menyebabkan elektron tampak seperti garis pada layar (Seperti kipas pada kipas angin yang tampak seperti lingkaran saja saat berputar) 
  • Pengaturan berapa kali elektron bergerak menyebrangi layar inilah yang dapat kita anggap sebagai pengaturan periode/frekuensi yang tampak pada layar, bentuk konkretnya adalah saat kita menggerakkan kenop Time/Div pada Osiloskop. 
  • Bersama pengaturan bidang vertikal dan horizontal ahirnya dapat merepresentasikan sinyal tegangan yang diamati ke dalam bentuk grafik yang kita kenal sampai saat ini.F = Frekuensi, banyak putaran tiap detik
Generator > 1 pasang kutub
  • Banyak pasang kutub (P) 
  • Banyak putaran tiap menit (n) : n/60 tiap detik
Harga Sesaat, Harga Rata-rata, dan Harga Efektif
Dalam rangkaian arus bolak-balik, baik tegangan maupun kuat arusnya berubah-ubah secara periodik. Oleh sebab itu untuk penggunaan yang praktis diperlukan besaran listrik bolak-balik yang tetap, yaitu harga efektif.
Harga efektif arus bolak-balik ialah harga arus bolak-balik yang dapat menghasilkan panas yang sama dalam penghantar yang sama dan dalam waktu yang seperti arus searah. Ternyata besar kuat arus dan tegangan efektifnya masing-masing :
Ief = = 0,707 Imax
Vef = = 0,707 Vmax
Kuat arus dan tegangan yang terukur oleh alat ukur listrik menyatakan harga efektifnya.
Harga efektif adalah besarnya usaha arus bolak balik

Faktor bentuk
  • Perbandingan harga efektif dan harga rata-rata 
  • Teganganefektif yang dibangkitkan generator 
  • Perbandingan harga max dan harga efektif disebut kaftor puncak
III. PENUTUP
 
Soal
  1. Sebuah kumparan kawat panjangnya 10 cm diputar di dalam medan magnet yang homogen dengan kecepatan putar 50rpm. Jari-jari putaran adalah 8 cm, dan besar induksi magnet 1000 gauss. Hitung besar tegangan efektif yang dapat dibangkitkan oleh kumparan tersebut ? 
  2. Sebuah generator melakukan 30 putaran tiap menitnya, bila banyaknya pasang kutub dari generator tersebut adalah 3. Hitung frekuensi pada generator tersebut? 
  3. Oscilioscope menunjukan periode sebesar 30 ms, hitunglah besarnya frekuensi oscilioscope tersebut 
  4. Sebuah geneator dengan hambatan 20 dan kecepatan sudut 5 . Hitunglah besar usaha arus bolak bali jika generator tersebut berputar dalam 3s dan arus maksimum yang mengalir adalah 1A? 
  5. Sebuah kumparan yang diputar di dalam medan magnet memiliki harga maksimum 20, dan harga efektik 5. Hitunglah factor puncar kuparan tersebut? 
  6. Tegangan listrik maksimum dari PLN 220 volt. Bila diukur dengan multimeter, tegangan efektifnya sebesar? 
  7. Generator dengan kecepatan sudut 20 , memiliki banyak pasang kutub 5. Hitunglah banyak putaran generator tersebut tiap detiknya? 
  8. Perhatikan gambar rangkaian R-L-C seri yang dihubungkan dengan arus dan tegangan listrik Bolak-balik. (R Resistor, L inductor, C Kapasitas)
  • Nilai reaktansi/hambatan induktif (XL) dari inductor 
  • Nilai reaktansi kapasitif/hambatan kapasitif dari kapasitor (XC) 
  • Nilai impedansi /hambatan total rangkaian 
  • Nilai tegangan maksimum sumber listrik

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

Poskan Komentar