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

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

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

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

$X_{L}= \omega L$

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

$X_{L}= 16\Omega$

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

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

$X_{C}= 10\Omega$

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

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

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

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

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

$I = 1,2 A$

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

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

Penguapan dan Pendidihan

Kenapa Pakaian yang Dijemur Dalam Ruangan Bisa Kering Kenapa pakaian yang dijemur bisa kering? Benarkah panas matahari yang menyinari pakaian sehingga air menguap dari pakaian ? Kebanyakan menjawab “iya, pakaian bisa kering karena disinari oleh matahari” ! Apakah air pada pakaian itu menguap ? bukankah untuk menguap air harus mendidih terlebih dahulu ? dan bukan kah air harus bersuhu 100 o C agar mendidih ? Sejak lama kita sudah meyakini bahwa mataharilah yang membuat pakaian menjadi kering, jawaban yang tidak salah..tapi bukan jawaban yang tepat jika ditinjau dari segi ilmu Sains. Sebenarnya faktor panas matahari bukanlah faktor utama dalam urusan jemur menjemur baju. Melainkan, adanya perpindahan massa yang terjadi antara air dalam baju menuju udara. Contoh faktor yang paling utama adalah hembusan angin dan kelembapan udara. Hal ini dikarenakan adanya titik keseimbangan. Jika kita campurkan larutan warna dengan air tanpa diadu...

Physics For Dummies

Search This Blog

Listrik dan Arus Bolak Balik (Soal dan Pembahasan)

Labels

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Koneksi Antar Materi

Penguapan dan Pendidihan

HUKUM BIOT-SAVART