spot_imgspot_img

Top 5 This Week

spot_img

Related Posts

Kumpulan Soal Dan Pembahasan Rangkaian Seri Rlc

Sesuai dengan namanya , susunan seri RLC merupakan susunan yang berisikan suatu resistor (R) , induktor (L) , dan kapasitor (C) yang disusun secara seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan. Karena berisikan tiga unsur , maka besar persoalan juga berasal dari ketiga unsur tersebut.

Hambatan yang dihasilkan resistor disebut selaku resistansi , persoalan yang dihasilkan oleh induktor biasa disebut reaktansi induktif yang disimbolkan dengan XL , sedangkan persoalan yang dihasilkan oleh kapasitor disebut raktansi kapasitif yang sering disimbolkan dengan XC. Besar persoalan adonan yang dihasilkan dalam rangkain seri RLC disebut persoalan total atau impedansi.

Arus Bolak-balik Rangkaian Seri RLC

  1. Resistor dengan persoalan 8 Ω , induktor dengan reaktansi induktif 22 Ω , dan suatu kapasitor dengan reaktansi kapasitif 16 Ω dirangkai seri dan dihubungkan ke sumber arus bolak-balik dengan tegangan efektif 200 volt. Tentukanlah :
  2. a. Sifat rangkaian
    b. Hambatan total (impedansi)
    c. Kuat arus
    d. Tegangan pada R , L , dan C.
    e. Faktor daya.

    Pembahasan 

    1. Sifat rangkaian
      Berdasarkan rancangan , terdapat tiga sifat rangakain seri RLC yang mungkin yakni :
      1. Konduktif apabila XL < Xc.
      2. Induktif apabila XL > Xc.
      3. Resistif apabila XL = Xc.

      Pada soal dipahami :
      XL = 22 Ω dan Xc = 16 Ω.
      ⇒ XL > X→ rangkaian bersifat induktif.

    2. Impedansi
      Impedansi atau persoalan total merupakan jumlah persoalan yang dihasilkan oleh resistor , kapasitor , dan induktor yang sanggup dijumlah dengan rumus :
      Z = √{R2 + ( XL – Xc)2}
      ⇒ Z = √{82 + ( 22 – 16)2}
      ⇒ Z = √(64 + 36)
      ⇒ Z = √100
      ⇒ Z = 10 Ω.

    3. Kuat arus
      V = I.Z
      ⇒ I = V/Z
      ⇒ I = 200/10
      ⇒ I = 20 A.

    4. Tegangan pada masing-masing komponen
      Pada resistor (VR)
      VR = I.R
      ⇒ VR = 20 (8)
      ⇒ VR = 160 volt.

      Pada induktor (VL)
      VL = I.XL
      ⇒ VL = 20 (22)
      ⇒ VL = 440 volt.

      Pada kapasitor (Vc)
      Vc = I.Xc
      ⇒ VL = 20 (16)
      ⇒ VL = 320 volt.

    5. Faktor daya
      Faktor daya = cos θ = R/Z
      ⇒ cos θ = 8/10
      ⇒ cos θ = 0 ,8.

  3. Suatu rangkaian seri RLC dengan R = 800 Ω , L = 8 H , dan C = 20 μF dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik dengan tegangan V = 50√2 sin 50 t volt. Tentukanlah :
    a. Reaktansi induktif
    b. Reaktansi kapasitif
    c. Impedanasi
    d. Arus efektif sumber
    e. Tegangan pada masing-masing komponen

    Pembahasan 

    1. Reaktansi induktif
      Dari V = 50√2 sin 50 t volt , dipahami ω = 50
      XL = ω.L
      XL = 50.(8)
      XL = 400 Ω.

    2. Reaktansi kapasitif
      Diketahui C = 20 μF = 20 x 10-6 F.
      Xc = 1/(ωC)
      Xc = 1/(50.20 x 10-6)
      Xc = 1000 Ω.

    3. Impedansi
      Z = √{R2 + ( XL – Xc)2}
      ⇒ Z = √{8002 + ( 400 – 1000)2}
      ⇒ Z = √(640.000 + 360.000)
      ⇒ Z = √(106)
      ⇒ Z = 1000 Ω.

    4. Arus efektif sumber
      Arus efektif merupakan hasil bagi tegangan efektif dengan impedansi. Karena yang dipahami pada soal merupakan tegangan maksimum , maka kita cari apalagi dulu tegangan efektifnya.
      Vef = Vmax / √2
      Vef = 50√2 / √2
      Vef = 50 volt.
      Ief = Vef / Z
      Ief = 50 / 1000
      Ief = 0 ,05 A
      Ief = 50 mA.

    5. Tegangan pada masing-masing komponen
      Pada resistor (VR)
      VR = I.R
      ⇒ VR = 0 ,05 (800)
      ⇒ VR = 40 volt.

      Pada induktor (VL)
      VL = I.XL
      ⇒ VL = 0 ,05 (400)
      ⇒ VL = 20 volt.

      Pada kapasitor (Vc)
      Vc = I.Xc
      ⇒ Vc = 0 ,05 (1000)
      ⇒ Vc = 50 volt.

  4. Sebuah rangkaian seri RLC berisikan R = 80 Ω , L = 1 H , dan C = 1 μF. Jika rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan ac dan terjadi resonansi , maka tentukanlah  frekuensi resonansinya.
    Pembahasan 
    fR = 1 / {2π √(LC)}
    fR = 1 / {2π √(1.1 x 10-6)}
    fR = 1 / (2π .10-3)
    fR = 103 / 2π
    fR = 500/π Hz.

  5. Pada rangkaian seri RLC dengan R = 80 Ω , XL = 100 Ω , dan XC = 40 Ω , dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik dengan tegangan maksimum 120 volt , tentukanlah arus maksimum pada rangaian tersebut.
    Pembahasan 
    Z = √{R2 + ( XL – Xc)2}
    ⇒ Z = √{802 + ( 100 – 40)2}
    ⇒ Z = √(6.400 + 3.600)
    ⇒ Z = √(104)
    ⇒ Z = 100 Ω.
    Imax = Vmax/ Z
    Imax = 120/ 100
    Imax = 1 ,2 A.

  6. Sebuah resistor 400 Ω , induktor 2 H , dan kapasitor 20μF dirangkai secara seri serta dihubungkan dengan sumber tegangan 220 volt , 100 rad/s. Tentukanlah :
    a. Reaktansi induktif
    b. Reaktansi kapasitif
    c. Sifat rangkaian
    d. Impedansi
    e. Arus efektif dalam rangkaian
    f. Sudut fase antara tegangan dan arus
    g. Tegangan pada masing-masing komponen

    Pembahasan

    1. Reaktansi induktif
      Dik V = 220 volt , ω =100 rad/s , L = 2 H.
      XL = ω.L
      XL = 100.(2)
      XL = 200 Ω.

    2. Reaktansi kapasitif
      Diketahui C = 20 μF = 20 x 10-6 F.
      Xc = 1/(ωC)
      Xc = 1/(100. 20 x 10-6)
      Xc = 500 Ω.

    3. Sifat rangkaian
      Xc > XL
      Jadi rangkaian bersifat kapasitif.

    4. Impedansi
      Z = √{R2 + ( XL – Xc)2}
      ⇒ Z = √{4002 + ( 200 – 500)2}
      ⇒ Z = √(160.000 + 900.000)
      ⇒ Z = √(250.000)
      ⇒ Z = 500 Ω.

    5. Arus efektif
      Arus efektif merupakan hasil bagi tegangan efektif dengan impedansi. Perhatikan bahwa pada soal tegangan dan frekuensi sudut tidak ditulis dalam satu persamaan , itu memiliki arti tegangan yang dipahami merupakan tegangan efektif.
      Ief = Vef / Z
      Ief = 220 / 500
      Ief = 0 ,44 A
      Ief = 440 mA.

    6. Sudut fase
      tan θ = (XL – XC)/ R
      tan θ = (200 – 500)/400
      tan θ = -300/400
      tan θ =-3/4
      θ = – 37o.

    7. Tegangan pada masing-masing komponen
      Pada resistor (VR)
      VR = I.R
      ⇒ VR = 0 ,44 (400)
      ⇒ VR = 176 volt.

      Pada induktor (VL)
      VL = I.XL
      ⇒ VL = 0 ,44 (200)
      ⇒ VL = 88 volt.

      Pada kapasitor (Vc)
      Vc = I.Xc
      ⇒ VL = 0 ,44 (500)
      ⇒ VL = 220 volt.

  7. Dari gambar rangkaian di bawah ini , tentukanlah besar tegangan maksimum yang dikehendaki agar dihasilkan mempunyai efek arus maksimum sebesar 2 A.
    soal dan pembahasan rangkaian seri RLC

    Pembahasan 
    Z = √{R2 + ( XL – Xc)2}
    ⇒ Z = √{602 + ( 120 – 40)2}
    ⇒ Z = √(3600 + 6400)
    ⇒ Z = √10.000
    ⇒ Z = 100 Ω.

    Vmax = Imax. Z 
    Vmax = 2 (100)
    Vmax = 200 volt.

  8. Suatu rangkaian seri RLC seumpama terlihat pada gambar di bawah ini , tentukanlah :
    soal dan pembahasan rangkaian seri RLCa. Reaktansi induktif
    b. Reaktansi kapasitif
    c. Impedansi
    d. Arus efektif sumber
    e. Tegangan pada masing-masing komponen

    Pembahasan 

    1. Reaktansi induktif
      Dik V = 120 volt , L = 0 ,2 H ; f = 500/π Hz , ω = 2πf = 1000 rad/s.
      XL = ω.L
      XL = 1000.(0 ,2)
      XL = 200 Ω.

    2. Reaktansi kapasitif
      Diketahui C = 1 μF = 10-6 F.
      Xc = 1/(ωC)
      Xc = 1/(1000. 10-6)
      Xc = 1000 Ω.

    3. Impedansi
      Z = √{R2 + ( XL – Xc)2}
      ⇒ Z = √{6002 + ( 200 – 1000)2}
      ⇒ Z = √(360.000 + 640.000)
      ⇒ Z = √(106)
      ⇒ Z = 1000 Ω.

    4. Arus efektif sumber
      Arus efektif merupakan hasil bagi tegangan efektif dengan impedansi.
      Ief = Vef / Z
      Ief = 120 / 1000
      Ief = 0 ,12 A
      Ief = 120 mA.

    5. Tegangan pada masing-masing komponen
      Pada resistor (VR)
      VR = I.R
      ⇒ VR = 0 ,12 (600)
      ⇒ VR = 72 volt.

      Pada induktor (VL)
      VL = I.XL
      ⇒ VL = 0 ,12 (200)
      ⇒ VL = 24 volt.

      Pada kapasitor (Vc)
      Vc = I.Xc
      ⇒ VL = 0 ,12 (1000)
      ⇒ VL = 120 volt.

  9. Suatu rangkaian seri RLC dengan R = 8 Ω , L = 32 mH , dan C = 800 μF dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik dengan tegangan V = 120 sin (125 t) volt. Tentukanlah :
    a. Reaktansi induktif
    b. Reaktansi kapasitif
    c. Impedansi
    d. Arus maksimum sumber

    Pembahasan 

    1. Reaktansi induktif
      Dari V = 120 sin (125 t) volt , dipahami ω = 125; Vmax = 120 V.
      XL = ω.L
      XL = 125.(32. 10-3)
      XL = 4 Ω.

    2. Reaktansi kapasitif
      Diketahui C = 800 μF = 8 x 10-4 F.
      Xc = 1/(ωC)
      Xc = 1/(125. 8 x 10-4)
      Xc = 10 Ω.

    3. Impedansi
      Z = √{R2 + ( XL – Xc)2}
      ⇒ Z = √{82 + ( 4 – 10)2}
      ⇒ Z = √(64 + 36)
      ⇒ Z = √100
      ⇒ Z = 10 Ω.

    4. Arus maksimum
      Arus maksimum merupakan hasil bagi tegangan maksimum dengan impedansi.
      Imax = Vmax / Z
      Imax = 120 / 10
      Imax = 12 A

  10. Resistansi , reaktansi induktif , dan reaktansi konduktif dalam suatu rangkaian seri RLC berturut-turut merupakan 50 Ω , 150 Ω , dan 30 Ω. Tegangan sumbernya merupakan 130 volt , tentukanlah daya yang diserap rangkaian.
    Pembahasan
    Z = √{R2 + ( XL – Xc)2}
    ⇒ Z = √{502 + ( 150 – 30)2}
    ⇒ Z = √(502 + (-120)2)
    ⇒ Z = 130 Ω
    I = V/Z
    ⇒ I = 130/130

    ⇒ I = 1 A.
    P = I2 R
    P = 1 (50)
    P = 50 Watt.

  11. Tegangan yang terukur pada resistor , induktor , dan kapasitor pada rangkaian seri RLC masing-masin merupakan 20 V , 30V , dan 50 V. Jika arus yang mengalir dalam rangkaian 2 ,5 A , maka tentukanlah aspek dayanya.
    Berikut ini rumus lazim dalam rangakain seri RLC :

    rangkaian seri RLC

    Pembahasan
    V = √{VR2 + ( VL – Vc)2}
    ⇒ V = √{202 + ( 30 – 50)2}
    ⇒ V = √800
    ⇒ V = √(400 . 2)  
    ⇒ V = 20√2 Ω
    Faktor daya  = cos θ
    cos θ = VR/V
    cos θ = 20/(20√2)
    cos θ = ½√2.

Share ke Facebook >>Share ke Twitter >>
Cafeberita.com merupakan blog ihwal materi belajar. Gunakan Kolom Search atau pencarian untuk mendapatkan materi mencar ilmu yang ingin dipelajari.

admin
adminhttps://cafeberita.com
Segera hubungi kami melalui WhatsApp untuk informasi lebih lanjut dan jadilah bagian dari komunitas eksklusif kami. Jadikan impian hunian sempurna Anda menjadi kenyataan sekarang!

Popular Articles