TUGAS PENDAHULUAN

 TUGAS PENDAHULUAN 

M4: RLC SERI DAN PARALEL

1. Jelaskan prinsip kerja rangkaian RLC seri dan RLC Paralel!

            Rangkaian RLC seri terdiri dari resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) yang disusun berurutan dalam satu jalur tertutup. Karena disusun seri, arus yang mengalir melalui ketiganya selalu sama. Saat dihubungkan ke sumber AC, masing-masing komponen memberikan reaksi berbeda terhadap frekuensi. Resistor menghasilkan hambatan tetap, induktor memiliki reaktansi yang bertambah seiring frekuensi, sementara kapasitor sebaliknya, makin kecil saat frekuensi naik. Pada frekuensi tertentu, reaktansi induktif dan kapasitif bisa saling meniadakan, sehingga hanya tersisa hambatan resistor. Kondisi ini disebut resonansi, di mana arus dalam rangkaian menjadi maksimum dan impedansi total minimum. Frekuensi resonansi dihitung dengan rumus

Rangkaian ini umum digunakan sebagai filter frekuensi atau osilator. 

            Rangkaian RLC paralel menyusun resistor, induktor, dan kapasitor dalam cabang paralel yang dihubungkan ke sumber AC. Tegangan pada setiap komponen sama, namun arusnya berbeda tergantung nilai hambatan dan reaktansi masing-masing. Saat frekuensi berubah, induktor dan kapasitor menghasilkan arus reaktif yang berlawanan fasa. Pada frekuensi tertentu, arus induktif dan kapasitif saling meniadakan, sehingga arus total yang ditarik dari sumber hanya melalui resistor. Kondisi ini disebut resonansi paralel, di mana impedansi total menjadi maksimum dan arus dari sumber minimum. Frekuensi resonansinya sama seperti rangkaian seri. Rangkaian ini banyak dipakai dalam sistem tuning frekuensi dan filter sinyal.

 

2. Jelaskan pengaruh harga reaktansi kapasitif terhadap sudut phasa dengan resistansi yang konstan!

Dalam sebuah rangkaian R-C seri yang dihubungkan ke sumber tegangan bolak-balik (AC), besar sudut fasa antara arus dan tegangan dipengaruhi oleh nilai reaktansi kapasitif (XC) dengan resistansi (R) yang tetap. Reaktansi kapasitif sendiri bergantung pada frekuensi sumber dan kapasitansi kapasitor, di mana nilai XC akan semakin kecil jika frekuensi atau nilai kapasitansi meningkat, sesuai rumus

Ketika nilai XC besar, komponen kapasitif dalam rangkaian lebih dominan, sehingga arus akan mendahului tegangan dengan sudut fasa yang besar, mendekati -90 derajat. Sebaliknya, saat XC mengecil, pengaruh kapasitif berkurang dan komponen resistif menjadi lebih dominan, sehingga sudut fasa antara arus dan tegangan mengecil, mendekati 0 derajat, yang berarti arus dan tegangan semakin sefasa.

 

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!

Resonansi adalah kondisi dalam rangkaian RLC ketika reaktansi induktif (XL) sama dengan reaktansi kapasitif (XC), sehingga kedua efek saling meniadakan dan impedansi total hanya sebesar resistansi (R). Frekuensi resonansi adalah frekuensi tertentu saat kondisi ini terjadi, dihitung dengan rumus ​

Resonansi terjadi karena energi antara induktor dan kapasitor saling bertukar secara seimbang tanpa sisa. Perubahan frekuensi mempengaruhi impedansi dan arus dalam rangkaian RLC seri. Saat frekuensi jauh dari resonansi, impedansi besar dan arus kecil. Ketika frekuensi mendekati resonansi, impedansi menurun, dan arus meningkat. Pada frekuensi resonansi, impedansi minimum dan arus maksimum. Jika frekuensi melewati titik resonansi, impedansi kembali naik dan arus menurun.

 

4. Jelaskan hubungan antara resistansi, kapasitansi, induktansi dan impedansi pada rangkaian RLC seri dan RLC paralel!

Pada rangkaian RLC seri, impedansi total (Z) dihitung dengan rumus:

di mana R adalah resistansi, XL adalah reaktansi induktif (2πfL), dan XC adalah reaktansi kapasitif (1 / 2πfC). Perubahan frekuensi mempengaruhi XL dan XC, yang pada frekuensi resonansi saling meniadakan, menyebabkan impedansi minimum dan arus maksimum. Pada rangkaian RLC paralel, impedansi total dihitung dengan:

Di sini, perubahan XL dan XC juga mempengaruhi impedansi. Pada frekuensi resonansi, XL dan XC saling meniadakan, menyebabkan impedansi total maksimum di paralel dan minimum di seri.

 

5. Pada rangkaian RLC seri, XL = 40 , XC = 70 dan R = 40 . Hitung reaktansi (X) dan impedansi (Z) dari rangkaian.

• Reaktansi total (X)

Reaktansi total pada rangkaian RLC seri dihitung dengan mengurangkan reaktansi induktif (XL) dan reaktansi kapasitif (XC): 

𝑋 = 𝑋 𝐿 − 𝑋 𝐶 

Diketahui: XL= 40 , XC= 70 Ω 

Jadi, 𝑋 = 40 − 70 = − 30 Ω 

• Impedansi total (Z)

Impedansi total rangkaian RLC seri dihitung dengan rumus:

 

Diketahui: 𝑅 = 40 Ω dan 𝑋 = − 30 Ω (hasil dari perhitungan reaktansi total) Jadi,

 DOWNLOAD TP [KLIK DISINI]