Catatan Kuliah Fisika Kelas 12: Rangkaian Arus Bolak-Balik

Pendahuluan

• Dosen: Koben
• Materi: Rangkaian arus bolak-balik (AC)
• Komponen utama:
  • R: Resistor
  • L: Induktor
  • C: Kapasitor

Gambaran Rangkaian

• Rangkaian AC terdiri dari:
  • Resistor (R)
  • Induktor (L)
  • Kapasitor (C)
• Sumber tegangan (V) dapat dinyatakan dengan persamaan:
  • V = Vmax * sin(ωt)
• ω (kecepatan sudut) = 2πf = 2π/T*

Arus Bolak-Balik

• Rangkaian AC berbeda dengan rangkaian arus searah (DC)
  • DC: Arus searah
  • AC: Arus bolak-balik
• Satuan:
  • Induktor (L) = Henry
  • Kapasitor (C) = Faraday

Reaktansi dan Hambatan

• Pada rangkaian AC, L dan C dapat berfungsi sebagai hambatan:
  • XL: Reaktansi induktif
    • Rumus: XL = ωL
  • XC: Reaktansi kapasitif
    • Rumus: XC = 1/(ωC)
• Satuan XL dan XC: Ohm

Persamaan Tegangan dan Arus

• Tegangan (V) dan arus (I) juga memiliki bentuk maksimum:
  • V = Vmax * sin(ωt + θ)
  • I = Imax * sin(ωt + θ)
• V efektif dan I efektif:
  • V efektif = Vmax/√2
  • I efektif = Imax/√2

Impedansi

• Impedansi (Z) pada rangkaian AC:
  • Rumus: Z = √(R² + (XL - XC)²)
  • Hubungan antara V, I, dan Z: V = I * Z*

Menghitung Tegangan dan Daya

• Tegangan pada titik AB: V = I * R
• Tegangan pada induktor dan kapasitor:
  • VBC = I * XL
  • VCD = I * XC
• Daya aktif (P):
  • Rumus: P = I² * R
• Daya semu:
  • Rumus: S = I² * Z*

Diagram Fasor

• Diagram menunjukkan hubungan antara R, XL, dan XC
• Menghitung sudut fase (θ) menggunakan cos θ:
  • cos θ = R/Z
• Jenis rangkaian:
  • Induktif: V mendahului I
  • Kapasitif: I mendahului V
  • Resistif: V dan I berada dalam fase yang sama

Resonansi

• Resonansi terjadi ketika XL = XC
• Rumus frekuensi resonansi:
  • f = 1/(2π√(LC))

Kesimpulan

• Pentingnya memahami hubungan antara komponen dalam rangkaian AC
• Daya aktif vs daya semu
• Persiapan untuk contoh soal di part 2

Penutup

• Dukung Koben dengan like, subscribe, dan share video ini.