Arus Bolak-Balik: Pengertian, Rangkaian, Contoh Soal

Arus bolak balik adalah sebuah pergerakan muatan listrik dengan media yang akan mengubah berubahnya arah secara berkala atau bertahap. Hal tersebut berbeda dengan arus se arah atau bisa di sebut dengan aliran DC, yang dimana pergerakan muata hanya di dalam satu arah dan itu konstan.

Polaritasnya akan berubah pada siklus teratur. Oleh sebab itu pengertian dari arus bolak balik ialah sebuah arus yang polaritasnya berubah pada siklus yang teratur. Arus bolak balik adalah sebuah arus yang arah dan besaranya pada setiap saat akan berubah rubah. Arus bolak balik di dalam dunia kelistrikan banyak sekali digunakan dan dimanfaatkan.

Arus bolak balik akan selalu memiliki nilai puncak gelombang atas dan juga puncak gelombang bawah. Dan didalam peristiwa mencapainya nilai puncak gelombang atas dan puncak gelombang bawah maka akan dikatakan sudah mencapai satu gelombang penuh. Pada nilai puncak atas dan puncak gelombang bawah akan selalu disebut nilai dari puncak ke puncak.

Sebelum kami akan menjelaskan mengenai arus bolak balik, alangkah baiknya kalian memahami betul betul jenis dan macam macam arus bolak balik beserta pengertiannya, berikut ini.

• Radian merupakan satuan sistem internasional atau SI untuk sudut bidang datar. Radian adalah sebuah sudut antara 2 jari jari lingkaran dengan panjang busur yang ada di depan sudut tersebut sama dengan jari jari lingkaran.
• Kecepatan Sudut akan dinyatakan w atau omega, adalah sudut yang ditempuh suatu titik yang bergerak pada tepi lingkaran pada setiap satuan waktu.
• Derajat Listrik adalah pengertiannya bisa digambarkan seperti ini apabila kumparan diputar satu putaran penuh (3600 putaran mekanik, mkaa tegangan yang dibangkitkan juga akan menghasilkan dalam satu putaran penuh dalam 3600.

Pengertian dari arus bolak balik bisa dijelaskan pada bagian sebelumnya bahwa arus yang besar dan arahnya berubah rubah pada setiap waktunya. Berdasarkan dari pengertian tadi bisa diartikan bahwa arus bolak balik akan berbentuk gelombang, berdasarkan definisi tersebut maka bentuk gelombang arus bolak balik bisa dibedakan menjadi 3 macam bentuk gelombang yaitu gelombang sinusoidal, kotak, dan segitiga.

Rangkaian Arus Bolak Balik

1. Arus Dan Tegangan Sinusoidal

Di dalam generator , terdapat kumparan persegi panjang yang diputar di dalam medan magnetik akan membangkitkan sebuah gaya gerak listrik atau disingkat GGL, E = em sinW t. Dengan demikian bentuk arus dan tegangan bolak balik seperti persamaan tadi sebagai berikut, I = Im sinW t, V = Vm sinW t. Im dan Vm arus maksimum dan tegangan maksimum. Bentuk dari kurva tersebut disebut dengan sinusoidal.

2. Harga Efektif Arus Bolak Balik

Di dalam rangkaian arus bolak balik, baik itu tegangan ataupun kuat arusnya berubah rubah secara periodik, oleh sebab itu untuk penggunaan dari yang praktis akan diperlukan besaran listrik bolak balik yang tetap, yaitu harga yang efektif atau stabil.

Harga efektif arus bolak balik adalah harga arus bolak balik yang bisa menghasilkan panas yang sama di dalam penghantar yang sama dan dalam waktu yang seperti arus searah, dan ternyata besar kuat arus dan tegangan efektifnya masing masing sebagai berikut. Kuat arus dan tegangan yang sudah terukur oleh alat ukur listrik bisa menyatakan efektifnya.

3. Resistor Dalam Rangkaian Arus Bolak Balik

Apabila hambatan murni sebesar R akan berada di dalam rangkaian arus bolak balik, besar tegangan dari hambatan akan berubah rubah secara sinusoidal, dengan demikian juga kuat arusnya. Antara kuat arus dan tegangan tidak ada perbedaan fase, yang artinya ketika tegangan maksimum, kuat arusnya akan mencapai harga maksimum.

4. Reaktansi

Disamping resistor kumparan induktif dan kapasitor adalah sebuah hambatan bagi arus bolak balik. Untuk bisa membedakan hambatan kumparan induktif dan capasitor dari sebuah hambatan resistor, maka ada hambatan kumparan induktif yang biasa disebut dengan induktif dan hambatan kapasitor yang disebut dengan reaktansi capasitif.

5. Impedanzi

Adalah sebuah penghantar dalam rangkaian arus bolak balik yang mempunyai hambatan, reaktansi induktif, dan reaktansi kapasitif. Untuk bisa menyederhanakan permasalahan, maka kalian akan ditinjau untuk rangkaian arus bolak balik yang didalamnya tersusun resistor R, kumparan R, kumparan L dan juga kapasitor C. Menurut hukum dari ohm, ada tegangan antara ujung ujung rangkaian.

6. Resonansi

Ketika mencapai keadaan yang demikian, maka nilai Z = R, amplitudo kuat arus harus memiliki nilai terbesar, frekuensi arusnya bisa disebut frekuensi resonansi seri, pada besarannya frekuensi resonansi bisa dicari sebagai berikut ini. F merupakan frekuensi di dalam cycles/det, L induktansi kumparan di dalam henry dan c kapasitas kapasitor dalam ferad.

7. Getaran Listrik Dalam Rangkaian LC

Getaran listrik merupakan arus bolak balik dengan frekuensi tinggi, getaran listrik bisa dibangkitkan dalam rangkaian LC. Kapasitor C akan diimuati hingga tegangan maksimum, apabila saklar ditutup maka akan mengalir arus sesuai arah jarum jam, tegangan c akan turun hingga nol, hal itu bersamaan dengan aliran arus listrik timbul medan magnetik didalam kumparan L.

Medan magnetik juga akan lenyak saa pada tegangan c sama dengan nol, yang bersamaan dengan hal tersebut akan timbul GGL yang mengakibatkan tegangan c akan naik kembali secara berlawanan dengan arah putar jarum jam, jadi di dalam rangkaian LC akan timbul getaran listrik.

listrik dalam rangkaian LC" class="aligncenter lazyloaded size-full wp-image-9731" src="https://www.pintarnesia.com/wp-content/uploads/2020/03/getaran-listrik-dalam-rangkaian-LC.jpg" style="height:104px; width:300px" />

Sumber Arus Bolak Balik

Tegangan dari bolak balik sinusoidal, akan tersedia dari beragam macam sumber. Sumber arus bolak balik yang pada umumnya akan dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik yang contohnya seperti pembangkit listrik tenaga air (PLTA), pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), pembangkit listrik tenaga gas (PLTG), pembangkit listrik tenaga angin (PLTA), dan juga pembangkit listrik tenaga surya (PLTS). Nah ada juga pembangkit listrik yang sifatnya akan mudah dibawa atau bahasa kerennya portable.

Keuntungan Dari Arus Bolak Balik

Keunggulan yang paling utama dari arus bolak balik ialah dalam hal transmusi listrik, yang dimana sejak awal tesla dan westinghouse menyadari akan hal bahwa tenaga listrik akan menjadi praktis maka harus bisa ditransmisikan secara efisien dalam jarak yang jauh. Pada zaman itu PLTA merupakan pembangkit yang paling tren, sedangkan sumber air pada daerah yang terpencil jauh dari pusat beban yang memerlukan jalur transmisi panjang.

Apabila dayanya sama maka akan semakin tinggi juga arus dan arus akan semakin rendah arus yang akan lewat. Semakin rendah arus yang lewat maka akan semakin rndah rugi rugi daya yang hilang dipenghantar. Dari para enginner awal ini sudha menyadari untuk bisa menghantarkan daya secara efisien di dalam jarak yang jauh maka tegangan harus bisa dinaikan setinggi mungkin.

Keuntungan lainnya ialah dari arus bolak balik pembangkitnya, salah satu penemuan yang paling berguna pada akhir tahun 1800 ialah generator AC yang merupakan sebuah desain yang sederhana yang dibuat praktis oleh westinghouse, mekanikalnya sistem dari generator DC jauh lebih rumit dan kebanyak DC untuk saat ini dihasilkan oleh baterai, dan lain sebagainya.

Arus AC juga bagus dalam konsumsi daya, walaupun DC juga memerlukan sikat dan komotator untuk bisa bekerja, sehingga bisa menjadikannnya komplek dan sulit untuk bisa dipelihara, tesla menanamkan motor induksi AC praktis yang pertama.

Lalu general electric bisa memproduksinya secara masal, dan didalam waktu cepat mesin tersebut sudah terpadang pada pabrik, tambang dan juga pertokoan, hingga saat ini motor AC sudah digunakan pada rumah tangga untuk pompa air dan juga pendingin.

Contoh Soal Arus Bolak Balik

1) Tegangan bolak balik dengan persamaan V = 282.8 sin 314 314.t volt. Tentukan sebagai berikut

• Tegangan rms
• Frekuensi
• Tegangan sesaat ketika t = 4 mdetik
• Gambar tegangan sesaat ketika t = 4 mdetik

Jawabannya sebagai berikut gambar dibawah ini.