Listrik dan Arus Bolak Balik (Soal dan Pembahasan)

Rangkaian R-L-C seri dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik yang memiliki frekuensi anguler 2500 rad/s. Jika R = 600 Ω, L = 0,5 H dan C = 0,4 μF, maka impedansi rangkaian ini adalah ...?

Pembahasan

$Z = \sqrt{R^{2}+(X_{L}-X_{C})^{2}}$
$X_{L}=\omega L$
$X_{L} = 2500\times 0,5 = 1250 \Omega$
$X_{C} = \frac{1}{\omega C}$
$X_{C} = \frac{1}{2500 \times 0,4\times 10^{-6}}$
$X_{C} = \frac{10^{6}}{1000}= 1000 \Omega$
$Z = \sqrt{R^{2}+(X_{L}-X_{C})^{2}}$

$Z = \sqrt{600^{2} + (1250-1000)^{2}}$

$Z = \sqrt{360000 + 62500}$

$Z = \sqrt{422500} = 650 \Omega$

Sumber arus bolak-balik memiliki amplitudo tegangan 200 V dan frekuensi 25 Hz mengalir melalui hambatan R = 200 Ω dan kapasitor C = ¹⁰⁰⁄_Π μF, yang disusun seri. Kuat arus yang melalui kapasitor tersebut adalah...

Pembahasan

Karena rangkaian seri, Kuat arus yang mengalir pada resistor sama besar dengan kuat arus yang mengalir pada kapasitor dan sama besar dengan kuat arus total yang mengalir pada rangkaian.

$I = \frac{V}{Z}$
$Z = \sqrt{R^{2} + X_{C}^{2}}$
$X_{C} = \frac{1}{\omega C}$
$X_{C} = \frac{1}{2\pi fC}$
$X_{C}=\frac{1}{2\pi (25)\frac{100}{\pi }}$
$X_{C}=\frac{1}{2\pi (25)\frac{100}{\pi }\times 10^{-6}}$
$X_{C}=\frac{10^{6}}{5000}$
$X_{C}=200\Omega$

$Z = \sqrt{200^{2} + 200^{2}}$
$Z = \sqrt{800}$
$Z = 20\sqrt{2}$
$I = \frac{200}{20\sqrt{2}}$
$I = \frac{10}{\sqrt{2}}$
$I = \frac{10}{\sqrt{2}}\times \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$
$I = \frac{10}{2}\times \sqrt{2}$
$I = 5\sqrt{2} A$

Perhatikan gambar rangkain RLC berikut !

Apabila nilai impedansi rangkaian 250 Ω, maka nilai resistansi resistor adalah..

Pembahasan

$X_{L}=\omega L$

$X_{L}=500\times 0,8$

$X_{L}=400 \Omega$

$X_{C}=\frac{1}{\omega C}$

$X_{C}=\frac{1}{500 \times 8.10^{-6}}$

$X_{C}=\frac{10^{6}}{500 \times 8}$

$X_{C}=250 \Omega$

$Z = \sqrt{R^{2} +(X_{L}-X_{C})^{2}}$

$Z^{2} = {R^{2} +(X_{L}-X_{C})^{2}}$

$Z^{2}- (X_{L}-X_{C})^{2}= R^{2}$

$R^{2} = 250^{2}-(400-250)^{2}$

$R^{2} = 250^{2}-(150)^{2}$

$R^{2} = 62500-22500$

$R = \sqrt{40000}$

$R = 200 \Omega$

Rangkaian R-L-C seri dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik yang memiliki frekuensi anguler 2500 rad/s. Jika R = 600 Ω, L = 0,5 H dan C = 0,4 μF, maka impedansi rangkaian ini adalah ...?

Pembahasan

$Z = \sqrt{R^{2}+(X_{L}-X_{C})^{2}}$
$X_{L}=\omega L$
$X_{L} = 2500\times 0,5 = 1250 \Omega$
$X_{C} = \frac{1}{\omega C}$
$X_{C} = \frac{1}{2500 \times 0,4\times 10^{-6}}$
$X_{C} = \frac{10^{6}}{1000}= 1000 \Omega$
$Z = \sqrt{R^{2}+(X_{L}-X_{C})^{2}}$

$Z = \sqrt{600^{2} + (1250-1000)^{2}}$

$Z = \sqrt{360000 + 62500}$

$Z = \sqrt{422500} = 650 \Omega$

Sumber arus bolak-balik memiliki amplitudo tegangan 200 V dan frekuensi 25 Hz mengalir melalui hambatan R = 200 Ω dan kapasitor C = ¹⁰⁰⁄_Π μF, yang disusun seri. Kuat arus yang melalui kapasitor tersebut adalah...

Pembahasan

Karena rangkaian seri, Kuat arus yang mengalir pada resistor sama besar dengan kuat arus yang mengalir pada kapasitor dan sama besar dengan kuat arus total yang mengalir pada rangkaian.

$I = \frac{V}{Z}$

$Z = \sqrt{R^{2} + X_{C}^{2}}$
$X_{C} = \frac{1}{\omega C}$
$X_{C} = \frac{1}{2\pi fC}$
$X_{C}=\frac{1}{2\pi (25)\frac{100}{\pi }}$
$X_{C}=\frac{1}{2\pi (25)\frac{100}{\pi }\times 10^{-6}}$

$X_{C}=\frac{10^{6}}{5000}$

$X_{C}=200\Omega$

$Z = \sqrt{200^{2} + 200^{2}}$

$Z = \sqrt{800}$

$Z = 20\sqrt{2}$

$I = \frac{200}{20\sqrt{2}}$

$I = \frac{10}{\sqrt{2}}$

$I = \frac{10}{\sqrt{2}}\times \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$

$I = \frac{10}{2}\times \sqrt{2}$

$I = 5\sqrt{2} A$

Perhatikan gambar rangkain RLC berikut !

Apabila nilai impedansi rangkaian 250 Ω, maka nilai resistansi resistor adalah..

Pembahasan

$X_{L}=\omega L$

$X_{L}=500\times 0,8$

$X_{L}=400 \Omega$

$X_{C}=\frac{1}{\omega C}$

$X_{C}=\frac{1}{500 \times 8.10^{-6}}$

$X_{C}=\frac{10^{6}}{500 \times 8}$

$X_{C}=250 \Omega$

$Z = \sqrt{R^{2} +(X_{L}-X_{C})^{2}}$

$Z^{2} = {R^{2} +(X_{L}-X_{C})^{2}}$

$Z^{2}- (X_{L}-X_{C})^{2}= R^{2}$

$R^{2} = 250^{2}-(400-250)^{2}$

$R^{2} = 250^{2}-(150)^{2}$

$R^{2} = 62500-22500$

$R = \sqrt{40000}$

$R = 200 \Omega$

Perhatikan gambar rangkaian RLC berikut !

Impedansi rangkaiannya adalah....

$Z = \sqrt{R^{2}+ (X_{L}-X_{C})^{2}}$

$Z = \sqrt{15^{2}+ (6-26)^{2}}$

$Z = \sqrt{225+ 400}$

$Z = \sqrt{625}$

$Z = 25\Omega$

Perhatikan gambar rangkaian RLC berikut !

Jika amplitudo tegangan sumber adalah 200 volt, maka kuat arus yang mengalir pada rangkaian adalah ....

Pembahasan

$Z = \sqrt{R^{2}+ (X_{L}-X_{C})^{2}}$

$Z = \sqrt{60^{2}+ (120-40)^{2}}$

$Z = \sqrt{3600+ 6400}$

$Z = \sqrt{10000} = 100 \Omega$

$I = \frac{V}{Z}$

$I = \frac{200}{100} =2 A$

Perhatikan gambar rangkaian RLC berikut !

Jika saklar ditutup maka beda potensial antara titik b dan d adalah...

Pembahasan

Beda Potensial pada titik b titik d adalah

$V_{bd} = V_{L}-V_{C}$

$V_{bd} = I.X_{L}-I.X_{C}$

$V_{bd} = I(X_{L}-X_{C})$

$X_{L}= \omega L$

$X_{L}= 500 \times 32\times 10^{-3}\Omega$

$X_{L}= 16\Omega$

$X_{C}= \frac{1}{500 \times 200.10^{-6}}$

$X_{C}= \frac{10^{6}}{500 \times 200}$

$X_{C}= 10\Omega$

$I = \frac{V}{Z}$

$Z = \sqrt{R^{2}+\left ( X_{L}-X_{C} \right )^{2}}$

$Z = \sqrt{8^{2}+\left ( 16-10 \right )^{2}}$

$Z = \sqrt{100} = 10\Omega$

$I = \frac{120}{10}$

$I = 1,2 A$

$V_{bd} = 1,2 (16-10)$

$V_{bd} = 1,2 (6) = 7,2 V$

PEMBUKTIAN RUMUS ENERGI KINETIK

Energi Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, tetapi energinya tetap kekal. Secara umum energy dapat dibedakan dalam berbagai bentuk yaitu energy potensial, energy kinetic, energy kalor, energy cahaya, energy nuklir dan energy murni. Energi potensial adalah energy yang dimiliki benda karena keadaan atau kedudukannya. Energi potensial ini meliputi energy potensial gravitasi, energy potensial elastis, energy potensial kimia, energy potensial nuklir, dan energy potensial listrik. Energi potensial gravitasi dimiliki oleh benda yang berada pada ketinggian tertentu dari permukaan tanah, sebagai contoh, air danau dipegunungan atau air didalam waduk yang tinggi. Jika air tersebut diberi kesempatan untuk jatuh (terjun), maka air tersebut dapat memutar turbin. Sedangkan energy potensial elastic dimiliki oleh suatu benda karena dalam keadaan diregangkan atau dimampatkan, sebagai contoh, busur panah yang berada dalam keadaan d...

Physics For Dummies

Search This Blog

Listrik dan Arus Bolak Balik (Soal dan Pembahasan)

Labels

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

PEMBUKTIAN RUMUS ENERGI KINETIK

Koneksi Antar Materi

Penguapan dan Pendidihan