PENDAHULUAN
Arus bolak-balik (AC/alternating current) adalah arus listrik di mana besarnya dan arah arusnya berubah-ubah secara bolak-balik. Berbeda dengan arus searah dimana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah. Bentuk ngelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini memungkinkan pengaliran energy yang paling efisien. Namun dalam aplikasi spesifik-spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan. Hambatan listrik merupakan karakteristik suatu bahan pengantar listrik/ konduktor, yang dapat digunakan untuk mengatur besarnya arus listrik yang melewati suatu rangkaian. Pada rangkaian AC terdapat 3 jenis tahanan, yaitu tahanan yang memiliki sifat resitif (R), induktif (XL), dan capasitif (XC). Ini dikarenakan bentuk arus AC yang sinusoidal, sehingga nilainya selalu berubah terhadap waktu, ada nilai tegangan maksimum, namun yang terukur dalam keseharian adalah nilai tegangan efektif. Hal itu mengakibatkan perbedaan fase antara arus arus dan tegangan ketika arus AC melewati melewati kapasitor dan induktor induktor sehingga mengakibatkan sifat tahanan yang kapasitif dan induktif. Kapasitor dan induktor sangat jarang digunakan sendirian pada rangkaian, biasanya tahanan tersebut dirangkai secara seri atau paralel dengan resistor. Pada rangkaian tahanan seri R-L-C akan didapatkan nilai tahanan total yang biasa disebut Impedansi (Z). Impedansi dapat ditemukan pada antenna, speaker, amplifier, dan lain – lain. Apabila ada dua komponen atau lebih yang tidak match atau tidak sama sekali impedansi maka akan mengakibatkan kerugian daya, distorsi atau bahkan kerusakan komponen dapat terjadi. Umumnya semakin besar ketidakcocokan impedansi, semakin besar masalah yang ditimbulkan. Pada makalah ini akan dibahas mengenai rangkaian R-L paralel.
1
RANGKAIAN AC R-L PARALEL Arus bolak-balik (AC/alternating current) adalah arus listrik di mana besarnya dan arah arusnya berubah-ubah secara bolak-balik. Bentuk ngelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini memungkinkan pengaliran energy yang paling efisien. Berikut adalah gambaran gelombang sinusoida.
Gambar gelombang Sinusoida Rangkaian R-L paralel , sifat dari rangkaian paralel adalah terjadi percabangan arus dari sumber ( i) menjadi dua, yaitu arus yang menuju induktor ( iL) dan arus yang menuju resistor ( iR). Sedangkan tegangan jatuh pada induktor ( vL) dan resistor (vR) sama besar dengan sumber tegangan ( v).
Gambar hubungan arus secara vektoris pada rangkaian R-L paralel. Hubungan paralel (sejajar) antara resistor ( R) dan induktor ( L) dalam rangkaian arus bolak-balik. Pada kenyataannya hubungan demikiandapat pula merupakan hubungan yang mewakili suatu peralatan elektronik, misalnya sebuah oven dengan tusuk daging yang berputar (motor dengan resistor pemanas yang dihubungkan paralel).
2
Diagram bentuk gelombang memperlihatkan aliran arus dan tegangan. Kedua ujung terminal dari resistor (R) dan induktor (L) terdapat tegangan.
Berbeda dengan rangkaian seri, oleh karena arus yang mengalir melalui resistor dan induktor terjadi perbedaan fasa, untuk itu hubungan arus ( i) dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan kuadrat berikut :
Sehingga
Untuk membuat perhitungan secara efisien mengenai hubungan parallel antara resistor ( R) dan induktor ( L), dapat digunakan daya hantar semu ( Y ) seperti persamaan berikut:
√ () ( )
Dengan demikian impedansi ( Z ) hubungan paralel adalah
Di mana
3
Sehinggga besarnya perbedaan sudut fasa ( ) antara resistor ( R) terhadap impedansi ( Z ) adalah
Atau reaktansi induktif (XL) terhadap sudut fasa ( ) dapat ditentukan dengan persamaan berikut ini,
Atau daya hantar reaktif dari induktor ( L)
Besarnya sudut fasa ( ) dapat dihitung dengan segitiga tangensial
Atau
i
iR
iL
R
L
AC
Gambar Rangkaian R-L Paralel
4
PERCOBAAN RANGKAIAN R-L PARALEL A. Tujuan Praktikum
Memahami prinsip kerja rangkaian AC paralel R – L. Menyusun sendiri rangkaian AC paralel R – L. Mampu mengukur secara praktek dan menghitung secara teori besarnya arus listrik yang melewati tahanan paralel R – L, menghitung besarnya impedansi R - L, dan mengukur besarnya daya yang pada rangkaian paralel R – L.
B. Alat dan Komponen 1. Tahanan R 2. Tahanan L 3. Tahanan C 4. Wattmeter 5. Catu daya AC 6. Kabel – kabel penghubung 7. Multimeter 8. Ampermeter 9. Voltmeter
C. Langkah Pengambilan Data 1. Mempersiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan. 2. Memastikan semua alat dan bahan dalam kondisi baik dan siap pakai. 3. Mengatur tegangan pada nilai 220 V. 4. Menyusun rangkaian seperti pada gambar dibawah ini. Setelah rangkaian yang tersusun disetujui oleh dosen pembimbing, menghubungkannya dengan catu daya.
i
iR
iL
R
AC
L
A
V
A
5. Meng-On kan posisi saklar catu daya. 6. Mengukur besarnya nilai arus dan tegangan. 7. Menghitung impedansi rangkaian paralel R-L.
5
8. Menghitung besarnya nilai R, XL. 9. Mengubah rangkaian seperti pada gambar di bawah ini, dengan nilai R dan XL tetap. Setelah rangkaian yang tersusun disetujui oleh dosen pembimbing, menghubungkan rangkaian dengan catu daya.
R
L A
V
AC
10. Meng-on kan posisi saklar catu daya. 11. Mengukur besarnya daya. 12. Mencatat data hasil pengamatan.
6
KESIMPULAN Pada Rangkaian R-L paralel , sifat dari rangkaian paralel adalah terjadi percabangan arus dari sumber ( i) menjadi dua, yaitu arus yang menuju induktor (iL) dan arus yang menuju resistor ( iR). Sedangkan tegangan jatuh pada induktor (vL) dan resistor (vR) sama besar dengan sumber tegangan ( v). Besarnya impedansi rangkaian AC paralel R-L dapat dinyatakan dengan rumus berikut:
7
DAFTAR PUSTAKA
Mulud, HarijonoTeguh dan Dwiyana Hendrawati. 2009. TEKNIK LISTRIK II. Semarang: Politeknik Negeri Semarang
www.wikipedia.org/rangkaian paralel
www.ilmufisika.blogspot.com/rangkaian arus bolak-balik
www.dunia-listrik.blogspot.com
www.scribd.com/doc/ArusBolakBalik.html
8
