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

Perkembangan Teori Atom

LINK FISIKA | HOME | TEORI ATOM DALTON | PERCOBAAN THOMSON | TEORI ATOM THOMSON | PERCOBAAN RUTHERFORD | TEORI ATOM RUTHERFORD | SPEKTRUM ATOM HIDROGEN | TEORI ATOM BOHR | TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM | BIL. KUANTUM UTAMA | BIL. KUANTUM ORBITAL | BIL. KUANTUM MAGNETIK | BIL. KUANTUM SPIN | EFEK ZEMAN | KONFIGURASI ELEKTRON |     HANDOUTS TEORI ATOM

Teori Atom Dalton

Teori tentang atom telah muncul sebelum Masehi. Contohnya adalah definisi atom menurut Demokretus. Demokritus membuat simpulan : Suatu zat dapat dibagi menjadi yang lebih kecil hingga mendapatkan bagian yang paling kecil dan tidak dapat dibagi lagi dan dinamakan atom. Kata atom ini berasal dari bahasa Yunani   “atomos” yang berarti tak dapat dipotong. Kemudian muncul lagi setelah Masehi yaitu: John Dalton   (1766–1844), seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris dengan didukung dari hasil eksperimen eksperimennya mengembangkan konsep atom dari Demokritus yang kemudian mengemukaan teori tentang atom. Secara garisbesar teori atom Dalton dapat disimpulkan sebagai berikut : Atom merupakan bagian terkecil dari suatu zat yang tidakbisa dibagi lagi.   Atom-atom penyusun zat tertentu memiliki sifat yangsama.   Atom unsur tertentu tidak bisa berubah menjadi atomunsur lain.   Dua atom atau lebih dapat bersenyawa (bereaksi)membentuk molekul. Dalam reaksi kimia perb...

Model Atom Bohr

Model atom Rutherford gagal menjelaskan tentang kestabilan atom dan terjadinya spektrum garis atom hidrogen. Seorang ilmuwan Fisika dari Denmark, Niels Bohr dapat menjelaskan spektrum garis atom hidrogren. Bohr mengemukakan teori atomnya untuk menutupi kelemahan atom Rutherford dengan mengemukakan tiga postulatnya yaitu : a.      Elektron berotasi mengelilingi inti tidak pada sembarang lintasan, tetapi pada lintasan-lintasan tertentu tanpa membebaskan energi. Lintasan ini disebut   lintasan stasioner dan memiliki energi tertentu. b.       Elektron dapat berpindah dari lintasan yang satu ke lintasan yang lain. Jika elektron pindah dari lintasan berenergi rendah (lintasan dalam) ke lintasan berenergi tinggi (lintasan luar) akan menyerap energi dan sebaliknya akan memancarkan energi. Energi yang dipancarkan atau diserap elektron sebesar hf. c.     Lintasan-lintasan yang diperkenankan elektron adalah lintasan-lintas...