Karakteristik Arus Bolak Balik

Arus bolak-balik

Arus bolak-balik (AC/alternating current) adalah arus listrik di mana besarnya dan arahnya arus berubah-ubah secara bolak-balik. Berbeda dengan arus searah di mana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah dengan waktu. Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).

Secara umum, listrik bolak-balik berarti penyaluran listrik dari sumbernya (misalnya PLN) ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Namun ada pula contoh lain seperti sinyal-sinyal radio atau audio yang disalurkan melalui kabel, yang juga merupakan listrik arus bolak-balik. Di dalam aplikasi-aplikasi ini, tujuan utama yang paling penting adalah pengambilan informasi yang termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak-balik tersebut.

Dalam sistem listrik arus  bolak-balik, jenis beban dapat diklasifikasikan menjadi 3 macam, yaitu :

1.Beban resistif (R)
2.Beban induktif (L)
3.Beban kapasitif (C)


Beban Resistif (R)

Beban resistif (R) yaitu beban yang terdiri dari komponen tahanan ohm saja (resistance), seperti elemen pemanas (heating element) dan lampu pijar. Beban jenis ini hanya mengkonsumsi beban aktif saja dan mempunyai faktor daya sama dengan satu. Tegangan dan arus sefasa. Persamaan daya sebagai berikut :

P = VI

Dengan :
P = daya aktif yang diserap beban (watt)
V = tegangan yang mencatu beban (volt)
I  = arus yang mengalir pada beban (A)

Pada gambar berikut menunjukkan Rangkaian Resistif Gelombang AC (a) dan Grafik Arus dan Tegangan Pada Beban Resistif (b)

Beban Induktif (L)

Beban induktif (L) yaitu beban yang terdiri dari kumparat kawat yang dililitkan pada suatu inti, seperti coil, transformator, dan solenoida. Beban ini dapat mengakibatkan pergeseran fasa (phase shift) pada arus sehingga bersifat lagging. Hal ini disebabkan oleh energi yang tersimpan berupa medan magnetis akan mengakibatkan fasa arus bergeser menjadi tertinggal terhadap tegangan. Beban jenis ini menyerap daya aktif dan daya reaktif. Persamaan daya aktif untuk beban induktif adalah sebagai berikut :

P = VI cos φ

Dengan :
P = daya aktif yang diserap beban (watt)
V = tegangan yang mencatu beban (volt)
I  = arus yang mengalir pada beban (A)
φ = sudut antara arus dan tegangan


Pada gambar berikut menunjukkan Rangkaian Induktif Gelombang AC (a) dan Grafik Arus dan Tegangan Pada Beban Induktif (b)

Untuk menghitung besarnya rektansi induktif (XL), dapat digunakan rumus :
XL = 2πfL

Dengan :
XL = reaktansi induktif
F   = frekuensi (Hz)
L   = induktansi (Henry)


Beban Kapasitif (C)

Beban kapasitif (C) yaitu beban yang memiliki kemampuan kapasitansi atau kemampuan untuk menyimpan energi yang berasal dari pengisian elektrik (electrical discharge) pada suatu sirkuit. Komponen ini dapat menyebabkan arus leading terhadap tegangan. Beban jenis ini menyerap daya aktif dan mengeluarkan daya reaktif. Persamaan daya aktif untuk beban induktif adalah sebagai berikut :

P = VI cos φ

Dengan :
P = daya aktif yang diserap beban (watt)
V= tegangan yang mencatu beban (volt)
I  = arus yang mengalir pada beban (A)
φ = sudut antara arus dan tegangan

Gambar berikut menunjukkan Rangkaian Kapasitif Gelombang AC (a) dan Grafik Arus dan Tegangan Pada Beban Kapasitif (b)

Untuk menghitung besarnya rektansi kapasitif (XC), dapat digunakan rumus :

Xc = 1 / (2πfC)

Dengan :
XL = reaktansi kapasitif
f  = frekuensi
C  = kapasitansi (Farad)


sumber:
id.wikipedia.org
fisikakontekstual.com
saranabelajar.wordpress.com