TUGAS PENDAHULUAN MODUL 4
TUGAS PENDAHULUAN
MODUL IV
RLC SERI DAN RLC PARALEL
Soal no.1 Jelaskan prinsip kerja rangkaian RLC seri dan RLC Paralel!
Jawab:
- Dalam rangkaian RLC seri, resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) dihubungkan secara berurutan dalam satu jalur. Arus yang mengalir melalui masing-masing komponen adalah sama tetapi tegangan pada masing-masing komponen dapat berbeda. Pada kondisi resonansi, yaitu saat frekuensi sumber sama dengan frekuensi alami rangkaian, reaktansi induktif, dan reaktansi kapasitif saling meniadakan sehingga impedansi total minimum dan arus maksimum.
- Pada rangkaian RLC paralel, resistor, induktor, dan kapasitor masing-masing terhubung langsung ke sumber tegangan, sehingga memiliki tegangan yang sama namun arus yang berbeda pada tiap cabang. Dalam kondisi resonansi, harus yang mengalir ke induktor dan kapasitor akan saling meniadakan, sehingga harus total hanya berasal dari resistor. Hal ini menyebabkan impedansi menjadi maksimum dan arus total menjadi minimum.
Soal no.2 Jelaskan pengaruh harga reaktansi kapasitif terhadap sudut phasa dengan resistansi yang konstan!
Jawab:
Peningkatan
sudut fasa, ketika resistansi kapasitif meningkat maka sudut fase dalam
rangkaian meningkat, yang menyebabkan sudut tegangan mendekati 90° dan sudut
arus mendahului tegangan.
tan(θ) = -Xc / R
θ = -tan⁻¹(Xc / R)
Z = √(R² + Xc²)
Soal no.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 suatu kondisi dalam rangkaian listrik di mana frekuensi sinyal sumber menyebabkan impedansi total menjadi minimum atau maksimum. Pada saat ini arus menjadi maksimum dalam rangkaian RLC seri.
- Frekuensi resonansi (fo) adalah frekuensi di mana resonansi terjadi. Dalam rangkaian RLC seri, frekuensi ini terjadi saat reaktansi induktor (XL = WL) sama dengan reaktansi kapasitor (Xc = 1 / (ω × C))
- Mengapa resonansi bisa terjadi:
Reaktansi inductor (XL) naik terhadap frekuensi, sedangkan reaktansi kapasitor (XC) menurun terhadap frekuensi
Pada frekuensi tertentu, XL = XC, sehingga keduanya saling meniadakan
Maka, hanya tersisa resistansi (R) sebagai penghambat arus
Ini menyebabkan impedansi total minimum dan arus menjadi maksimum
- Impedansi total pada rangkaian RLC seri
- Z = √(R² + (XL - XC)²) = √(R² + (ωL - 1/ωC)²)
Dengan:
ω = 2πf
XL = ωL
XC = 1/ωC
=> saat frekuensi rendah
XC >> XL
Impedansi tinggi → arus kecil
=> saat frekuensi = frekuensi resonansi
XL = XC → Z = R (minimum)
arus maksimum
=> saat frekuensi tinggi
XL >> XC
Impedansi kembali naik → arus kembali turun
Soal no.4 Jelaskan hubungan antara resistansi, kapasitansi, induktansi dan impedansi pada rangkaian RLC seri dan RLC paralel!
Jawab:
• Rangkaian RLC seri
Pada rangkaian RLC seri, R, L, dan C dihubungkan satu jalur (berurutan). Impedansi total (Z) merupakan jumlah kompleks dari masing-masing komponen.
=> Impedansi total
Z = R + j (ωL - 1/ωC)
R = resistansi (Ω)
L = induktansi (H)
C = kapasitansi (F)
ω = 2πf : frekuensi sudut (rad/s)
j = bilangan imajiner
=> Besarnya impedansi
|Z| = √(R² + (ωL - 1/ωC)²)
Jika ωL = 1/ωC, maka Z minimum (resonansi), hanya sebesar R
Jika ωL > 1/ωC, rangkaian bersifat induktif
Jika ωL < 1/ωC, rangkaian bersifat kapasitif
• Rangkaian RLC paralel
Pada RLC paralel, R, L, dan C terhubung sejajar satu sama lain
- Admitansi total
Y = 1/R + j (ωC - 1/ωL)
- Impedansi total
Z = 1 / Y = 1 / (1/R + j (ωC - 1/ωL))
- Besarnya impedansi
|Z| = 1 / √((1/R)² + (ωC - 1/ωL)²)
Jika ωC = 1/ωL, maka Y minimum → Z maksimum (resonansi)
Jika ωC < 1/ωL, rangkaian bersifat induktif
Jika ωC > 1/ωL, rangkaian bersifat kapasitif
Soal no.5 Pada rangkaian RLC seri, XL = 40 , XC = 70 dan R = 40 . Hitung reaktansi (X) dan impedansi (Z) dari rangkaian!
Jawab :
• X = XL - XC
= 40 - 70
= -30
• Z = √(R² + X²)
= √(40² + (-30)²)
= √(1600 + 900)
= √2500
= 50 Ω
- Download File Tugas Pendahuluan [Klik Disini]
Komentar
Posting Komentar