Pengertian Arus dan Tegangan Bolak-Balik
Ep = k .
q.q' r
Contoh 1
Tentukan perubahan energi listrik ketika sebuah proton (muatan = +e = 1,60 x 10-19C ) digerakkan menuju ke sebuah inti Uranium yang bermuatan 1, 47 x 10-17C. Jarak pisah awal kedua partikel adalah 6 x 10-11 m dan jarak pisah akhirnya adalah 200 x 10-11
LATIHAN SOAL
Tentukan rincian atom untuk 7N15
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
kerjakan di microsoft tim