Langsung ke konten utama

Pengertian Arus dan Tegangan Bolak-Balik

Zaman sekarang ini kebutuhan akan energi listrik merupakan kebutuhan yang sangat pokok. Pada saat ini rumah tangga, sekolahan, perkantoran, atau industri menggunakan energi listrik yang jumlahnya semakin lama semakin besar. Pemerintah pun berusaha untuk memenuhi kebutuhan energi listrik dengan membangun pembangkit tenaga listrik. Dewasa ini telah banyak dibangun proyek-proyek untuk Pembangkit Tenaga Listrik Negara dengan berbagai sumber tenaga yang digunakan untuk menjalankannya, misalnya PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap), PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Disel), PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas/Panas Bumi), PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), dan sebagainya. 

Gambar 1 : Pembangkit Listrik Tenaga Air

Pada umumnya semua tenaga listrik yang dihasilkan oleh berbagai sumber pembangkit tenaga listrik tersebut adalah berupa arus bolak-balik dan tegangan bolak-balik yang dihasilkan oleh generator. 

 

Gambar 2: generaor bolak balik

Apabila generator tersebut dihubungkan dengan lampu, maka berdasarkan Hukum Faraday tegangan dan arus listrik yang melewati lampu tersebut dinyatakan :

            dΦ           d
ε = -N ------ = -N --- (BA cos ωt) =-N(-BAωsin ωt) =NBAωsin ωt
            dt             dt

Terjadinya gaya gerak listrik


Jika   ε max = NBAω, maka ggl induksi (ε) atau tegangan (v) yang dihasilkan generator adalah
ε = ε max sin ωt
karena beda potensial atau tegangan (v) dikedua ujung kumparan sama dengan ggl induksi maka dapat ditulis
v = v max sin ωt
dan arus yang dialirkan adalah
i = Imax  sin ωt
Dari persamaan tersebut, berarti Tegangan listrik dan arus listrik yang dihasilkan generator berbentuk tegangan dan arus listrik sinusoidal, yang berarti besarnya nilai tegangan dan kuat arus listriknya sebagai fungsi sinus. 
Gambar 3 : grafik Tegangan bolak balik terhadap waktu


Untuk mengetahui polaritas arus searah yang selalu tetap dan arus bolak-balik yang selalu berubah, dapat digunakan osiloskop (Cathode Ray Osciloscope). Melalui alat ini, dapat juga diamati nilai frekuensi dan perubahan tegangan pada setiap saat dalam bentuk grafik.

                                                         Gambar 4 : Osiloskop

Pada prinsipnya pada sebuah CRO terdapat tombol pengatur vertikal (penguat tegangan) yang sering disebut Volt/Dive dan tombol pengatur horisontal yang sering disebut sweeptime yang menyatakan lamanya waktu sapuan ke arah horisontal. Misalkan tombol Volt/Dive menunjuk pada angka 1 Volt yang artinya tinggi 1 kotak dalam layar CRO tersebut menyatakan besarnya tegangan 1 Volt sedangkan jika tombol sweeptime menunjuk pada angka 20 ms yang berarti untuk menempuh satu kotak horisontal pada layar oskiloskop membutuhkan waktu 20 mili sekon. 
Misalkan sebuah tegangan sinusoidal arus bolak-balik pada layar oskiloskop terlihat seperti gambar

                               Gambar 5. Grafik tegangan terhadap waktu pada osiloskop

Apabila tombol pengatur vertikal menunjuk pada angka Volt/Dive = 2 Volt dan pengatur horisontal menunjuk angka sweeptime = 5 ms. Dapat diperoleh hasil pembacaan sebagai berikut. 

  • dari puncak atas sampai puncak bawah ada 6 kotak, maka VP-P = 6 x 2 Volt = 12 Volt 
  • dari tengah ke puncak atas ada 3 kotak, maka Vmax= 3 x 2 Volt = 6 Volt
  • arah horizontal satu gelombang ada 4 kotak, maka waktu satu gelombang atau Periode = T = 4 x 5 ms = 20 ms = 2.10 ⁻ ² s 
  • Frekuensi = f = 1/T = 50 Hz
Soal latihan :

Pada sebuah osiloskop tombol pengatur  vertikal menunjuk 3 V/cm dan pengatur horizontal 5 ms/cm, jika tampilan pada layar osiloskop seperti gambar di bawah ini!


Dari tampilan gambar sinyal tersebut menyatakan bahwa besarnya tegangan maksimumnya (Vmax

) dan frekuensin yang terukur adalah ....

A. 3 Volt dan 50 Hz

B. 3 Volt dan  100 Hz

C. 6 Volt dan 50 Hz

D. 6 Volt dan 100 Hz

E. 6 Volt dan 25 Hz

kerjakan di microsoft tim


Semoga bermanfaat

 

Postingan populer dari blog ini

Gaya Magnetik di Antara Dua Kawat Sejajar Berarus

Di sekitar kawat berarus timbul induksi magnet. Apa yang akan terjadi jika kawat berarus lain didekatkan  kawat pertama? Keadaan ini berarti ada dua kawat   sejajar. Kawat kedua berada dalam induksi magnet kawat pertama, sehingga akan terjadi gaya Lorentz. Begitu juga pada kawat kedua akan menimbulkan gaya Lorentz pada kawat pertama. Gaya itu sama besar dan memenuhi persamaan berikut.       CONTOH 5.5 Diketahui dua buah kawat sejajar dialiri arus I 1 = 10 A dan I 2 = 20 A dengan arah berlawanan dan berjarak 10 cm. Tentukan gaya Lorentz yang dirasakan oleh kawat I 2 sepanjang 20 cm karena pengaruh I 1 ! Penyelesaian I1 =  10 A I2 =  20 A a  =  10 cm l = 20 cm = 0,2 m Gaya Lorentz I 2 oleh I 1 adalah : F = 4.10 -4 . 0,2 = 0,8 .10 -4 N LATIHAN 5.5 Dua kawat sejajar lurus panjang berjarak 20 cm satu sama lain. Kedua kawat dialiri arus masing-masing I 1 = 10A dan I 2 = 20 A dengan arah berlawanan. Tentukan arah dan besar gaya Lorentz yang di

Transformasi Lorentz (relativitas Kecepatan)

Pada transformasi Galileo telah dikemukakan bahwa selang waktu pengamatan terhadap suatu peristiwa yang diamati oleh pengamat yang diam dengan pengamat yang relatif bergerak terhadap peristiwa adalah sama ( t = t’ ) . Hal inilah yang menurut Einstein tidak benar, selang waktu pengamatan antara pengamat yang diam dan pengamat yang bergerak relatif adalah tidak sama ( t ≠ t’ ) . Transformasi Lorentz pertama kali dikemukaan oleh Hendrik A. Lorentz, seorang fisikawan dari Belanda   pada tahun 1895. Karena waktu pengamatan oleh pengamat yang diam pada kerangka acuan S dan pengamat yang bergerak pada kerangka acuan S’ hubungan transformasi pada Galileo haruslah mengandung suatu tetapan pengali   yang disebut tetapan transformasi.   Sehingga persamaan yang menyatakan hubungan antara koordinat pada kerangka acuan S dan S’ dituliskan sebagai berikut : Transformasi Lorentz          x’ =   ϒ (x – v.t), y’ = y, z’ = z    dan    t’ ≠ t                   .... (9.6) Kebali

Listrik Dinamis

LINK FISIKA || HOME || ARUS LISTRIK || BEDA POTENSIAL || HUKUM OHM || HAMBATAN LISTRIK || HUKUM KIRCHOFF || RANGKAIAN HAMBATAN || DAYA LISTRIK || PENGHEMATAN ENERGI ||