TUGAS PENDAHULUAN M4

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] 

TUGAS PENDAHULUAN

RLC SERI DAN RLC PARALEL

1.   Jelaskan prinsip kerja rangkaian RLC seri dan RLC Paralel!

Jawab:

Pada rangkaian RLC seri, ketiga komponen dihubungkan secara berurutan dalam satu jalur, sehingga arus yang mengalir melalui R, L, dan C adalah sama. Namun, tegangan pada tiap komponen berbeda, tergantung sifatnya. Pada resistor, tegangan dan arus memiliki fase yang sama. Pada induktor, tegangan mendahului arus sebesar 90 derajat, sedangkan pada kapasitor, arus mendahului tegangan sebesar 90 derajat. Karena perbedaan fase ini, tegangan total tidak bisa dijumlahkan secara biasa, melainkan harus dijumlahkan secara vektor. Hambatan total terhadap arus AC disebut impedansi (Z), yang dirumuskan sebagai:

Rangkaian RLC paralel adalah rangkaian di mana resistor, induktor, dan kapasitor disusun sejajar. Dalam susunan ini, tegangan pada setiap komponen sama, tetapi arus yang mengalir berbeda-beda. Arus pada resistor sefase dengan tegangan, arus pada induktor tertinggal 90°, dan arus pada kapasitor mendahului tegangan 90°. Karena perhitungan arusnya lebih kompleks, maka digunakan pendekatan dengan admitansi (Y), yaitu kebalikan dari impedansi.

Setelah admitansi dihitung, impedansi total diperoleh dari:

Jika BC=BL​, maka terjadi resonansi paralel, di mana arus dari kapasitor dan induktor saling meniadakan, sehingga arus total menjadi minimum dan hanya dipengaruhi oleh resistor.

2.  Jelaskan pengaruh harga reaktansi kapasitif terhadap sudut phasa dengan resistansi yang konstan!

Jawab:

Jika nilai resistansi dijaga tetap, maka perubahan reaktansi kapasitif akan mempengaruhi besar sudut fasa antara tegangan dan arus dalam rangkaian AC. Reaktansi kapasitif menunjukkan seberapa besar hambatan yang diberikan kapasitor terhadap arus bolak-balik, dan nilainya berbanding terbalik dengan frekuensi serta kapasitansi. Semakin besar reaktansi kapasitif, maka arus akan semakin mendahului tegangan, sehingga sudut fasa menjadi semakin negatif. Sebaliknya, jika reaktansi kapasitif menurun, maka perbedaan sudut fasa antara arus dan tegangan akan mengecil, mendekati nol. Dengan kata lain, semakin kecil nilai reaktansi kapasitif, maka arus dan tegangan akan semakin sefase.

3.  Jelaskan apa itu resonansi dan frekuensi resonansi serta kenapa terjadi peristiwa resonansi, serta Jelaskan bagaimana perubahan frekuensi mempengaruhi impedansi dan arus di rangkaian RLC seri!

Jawab:

Resonansi adalah kondisi di mana reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif dalam rangkaian RLC menjadi sama besar dan saling meniadakan. Ketika ini terjadi, hanya resistansi yang mempengaruhi impedansi total rangkaian, sehingga impedansi menjadi minimum dan arus menjadi maksimum. Frekuensi resonansi adalah frekuensi khusus di mana kondisi ini terjadi, dan bisa dihitung menggunakan rumus yang melibatkan nilai induktansi (L) dan kapasitansi (C).

Peristiwa resonansi terjadi karena reaktansi induktif meningkat seiring dengan naiknya frekuensi, sementara reaktansi kapasitif menurun. Ketika keduanya sama besar, resonansi tercapai.

Pengaruh perubahan frekuensi terhadap impedansi dan arus di rangkaian RLC seri adalah, saat frekuensi lebih rendah dari frekuensi resonansi, reaktansi kapasitif lebih dominan, sehingga impedansi besar dan arus kecil. Ketika frekuensi mendekati frekuensi resonansi, reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif saling meniadakan, sehingga impedansi minimum tercapai dan arus maksimum mengalir. Jika frekuensi melebihi frekuensi resonansi, reaktansi induktif menjadi lebih dominan, sehingga impedansi meningkat dan arus berkurang.

4.   Jelaskan hubungan antara resistansi, kapasitansi, induktansi dan impedansi pada rangkaian RLC seri dan RLC paralel!

Jawab:

Pada rangkaian RLC seri, komponen-komponen seperti resistor, induktor, dan kapasitor disusun secara seri sehingga arus yang mengalir melalui ketiganya adalah sama, tetapi tegangan pada setiap komponen berbeda. Impedansi total pada rangkaian ini dihitung dengan menggabungkan resistansi, reaktansi induktif, dan reaktansi kapasitif. Reaktansi induktif dan kapasitif bertindak saling berlawanan, di mana induktor menyebabkan tegangan tertinggal dari arus, sementara kapasitor menyebabkan arus mendahului tegangan. Ketika frekuensi mencapai frekuensi resonansi, reaktansi induktif dan kapasitif saling meniadakan, dan impedansi menjadi hanya dipengaruhi oleh resistansi, sehingga arus mencapai nilai maksimum.

Pada rangkaian RLC paralel, komponen-komponen disusun sejajar, sehingga tegangan pada ketiga komponen adalah sama, tetapi arus yang mengalir berbeda-beda. Impedansi total pada rangkaian ini dihitung dengan menggabungkan konduktansi (yang kebalikan dari resistansi) dan susceptansi induktif serta kapasitif. Pada kondisi resonansi, susceptansi induktif dan kapasitif saling meniadakan, dan arus total hanya dipengaruhi oleh konduktansi, yaitu kebalikan dari resistansi.

5.   Pada rangkaian RLC seri, XL = 40 , XC = 70 dan R = 40 . Hitung reaktansi (X) dan impedansi (Z) dari rangkaian.

Jawab:

reaktansi ( X) = -30 Ω

Impedansi  (Z) = 50 Ω

TUGAS PENDAHULUAN (DISINI)