arus bolak balik konversi energi

Arus bolak balik atau AC (Alternating current) adalah arus yang besar dan arahnya selalu berubah-ubah secara periodik. Biasanya dihasilkan oleh generator atau dinamo. Nilai arus dan tegangan bolak-balik selalu berubah-ubah menurut waktu, dan mempunyai pola grafik simetris berupa fungsi sinusoda. Tegangan bolak balik adalah tegangan yang besar dan arahnya selalu berubah ubah secara periodik. Besarnya arus dan tegangan bolak balik diukur dengan ampermeter dan voltmeter AC. Arus dan tegangan yang ditunjukkan merupakan harga efektifnya bukan harga maksimummya.

                Besaran arus dan tegangan bolak-balik (AC) bisa diukur dengan menggunakan alat ukur yang disebut dengan osiloskop. Dari pengukuran menggunakan osiloskop akan didapat tampilan kurva arus dan tenganan bolak balik yang berbentuk mirip dengan kurva/grafik Sinus. Perhatikan gambar di bawah ini:

                Arus dan tegangan efektif adalah nilai arus dan tegangan bolak-balik yang menghasilkan efek panas (kalor) yang sama dengan sauatu nilai arus dan tegangan searah. Apabila tegangan dan kuat arus diukur dengan alat ukur arus bolak-balik seperti volmeter, ampermeter AC, atau multimeter, maka nilai yang ditunjukkan oleh alat tersebut sebenarnya adalah besar nilai efektifnya. Hubungan matematis antara arus dan tegangan maksimum dan efektif sebagai berikut

2. Rangkaian Arus Bolak-Balik

Yang dinamakan rangkaian arus bolak-balik adalah sebuah rangkaian listrik yang terdiri atas satu atau lebih beban yang dihubungkan dengan sebuah sumber arus bolak-balik.

A. Resistor (Hambatan Murni) Dalam Rangkaian Arus Bolak-Balik

Rangkaian yang terdiri atas sebuah hambatan atau tahanan R yang dihubungkan dengan sebuah sumber arus AC disebut dengan rangkaian resistif. Perhatikan gambar di bawah ini.

pada rangkaian resistif, tegangan dan arus akan mempunyai fase yang sama seperti terlihat pada gambar kurva di atas. Pada rangkaian resistif berlaku rumus

---

V = V_maks sin ω t
I = I_maks sin ω t
V_maks = I_maks. R
V = I.R

B. Induktor Dalam Rangkaian Arus Bolak-Balik

Rangkaian induktif adalah rangkaian yang terdiri atas sebuah induktor yang dihubungkan dengan sumber tegangan AC. Pada rangkaian induktif, beda fase antara tegangan dan arus adalah π/2 dengan tegangan yang mendahului arus sebesar π/2 atau bisa sobat sebut arus nya terlambat π/2 dari tegangan. Coba sobat perhatikan grafik berikut

Pada rangkaian induktif, apabila arus pada induktor mengalami perubahan, maka akan timbul gaya gerak listrik antara ujung-ujung induktor yang besarnya dirumuskan

Besar arus dan tegangan pada rangkaian induktif dirumuskan

---

I = I_maks sin ω t
V = V_maks sin (ωt + π/2) = V _maks cos ωt

---

Apabila hambatan pada rangkaian induktif yang dilalui arus bolak-balik didefinisikan sebagai reaktansi induktif (X_L) maka besarnya X_L dirumuskan sebagai berikut:

---

X_L = ω L atau X_L = 2π f L
V_maks = X_L I_maks
VL = X_L I

---

dengan
ω = frekuensi sudut (rad/s)
f = frekuensi (Hz)
L = induktansi induktor
V_maks = tegangan maksiumum pada induktor (Volt)
V_L = tegangan antara ujung-ujung induktor (Volt)

C. Kapasitor Dalam Rangkaian Arus Bolak-Balik

Rangkaian ini disebut rangkaian kapasitif, ia terdiri dari kapasitro C yang dibubungkan dengan sumber tagangan AC. Pada rangkaian kapasitif, beda fase antara tegangan dan arus adalah  π/2 dengan arus yang mendahului dari pada tengangan sebesar π/2  (ini terbalik dengan beda fase pada induktor). Grafiknya sebagai berikut:

Baca Juga : Rumus Fisika Kapasitor
Apabila hambatan pada rangkaian kapasitif yang dilalui arus bolak-balik diartikan sebagai reaktansi kapasitif Xc maka besarnya Xc dapa dirumuskan sebagai

C = kapasitas rangkaian (Farad)
Padar rangkaian kapasitif juga berlaku rumus-rumus sebagai berikut

---

I = I_maks sin ω t
V = V_maks  sin (ωt – π/2)
V _maks = Xc I_maks
V_c = X_c I

---

V = tegangan sesaat pada kapasitor (Volt)
Vmaks = tegangan maksimum pada kapasitor
Vc = tegangan antara ujung-ujung kapasitor (Volt)