RANGKAIAN RLC SERI DAN PENGGAMBARAN DIAGRAM FASOR RANGKAIAN RLC SERI

Kelompok 4 : -     Erika Natarina

   -         Marsel Ristian

   -         Moehammad Gharbhia

1.1   Rangkaian RLC Seri dan penggambaran diagram fasor rangkaian RLC Seri

 

  Rangkaian seri RLC yaitu rangkaian yang terdiri atas hambatan, induktor dan kapasitor yang dihubungkan seri, kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan AC. 

  Rangkaian RLC seri terdiri dari resistansi, kapasitansi, dan induktansi yang dihubungkan secara seri pada supply bolak-balik, pada rangkaian hambatan arus tegangan sefase, sedangkan pada induktor tegangan mendahului arus, dan pada kapasitor arus mendahului tegangan.

Gambar 1. Rangkaian seri RLC, bentuk gelombang

 

Pada rangkaian RLC seri, ketiga komponen R, L dan C akan dilewati arus yang sama, isalnya I. Sehingga pada R akan muncul tegangan VR, pada L akan muncul tegangan VL dan pada C kan muncul tegangan VC, dimana

V_R­­ = R I                V_L = X_L I                V_C = X_C I

 

 

 

 

 

 

 

 

Besarnya impedansi rangkaian RLC yang disusun seri dinyatakan:

Di mana:

Z            = impedansi rangkaian seri RLC (Ω)

R            = hambatan (Ω)

X_L           = reaktansi induktif (Ω)

X_C                 = reaktansi kapasitif (Ω)

Impedansi Z dari rangkaian RLC seri  tergantung pada frekuensi sudut, ω seperti halnya X_L dan X_C. Jika reaktansi kapasitif lebih besar dari reaktansi induktif, X_C > X_L maka reaktansi rangkaian keseluruhan kapasitif memberikan sudut fasa terkemuka. Demikian juga, jika reaktansi induktif lebih besar dari reaktansi kapasitif, X_L > X_C maka keseluruhan reaktansi rangkaian induktif memberikan rangkaian seri sudut fasa tertinggal.

Pada rangkaian seri RLC dapat mempunyai beberapa kemungkinan yaitu :

a. Jika nilai XL > XC maka rangkaian akan bersifat seperti induktor, yaitu tegangan mendahului arus dengan beda sudut fase θ yang besarnya dinyatakan dengan

b. Jika nilai XL < XC maka rangkaian akan bersifat seperti kapasitor, yaitu tegangan ketinggalan terhadap arus dengan beda sudut fase θ yang besarnya dinyatakan dengan

c. Jika nilai XL = XC maka besarnya impedansi rangkaian sama dengan nilai hambatannya (Z = R) maka pada rangkaian akan terjadi resonansi yang disebut resonansi deret/seri yang besarnya frekuensi resonansi dapat dicari yaitu :

Diagram Fasor untuk Rangkaian RLC Seri

Kita dapat melihat dari diagram fasor di sisi kanan atas bahwa vektor tegangan menghasilkan segitiga persegi panjang, terdiri dari sisi miring V_S, sumbu horizontal V_R dan sumbu vertikal V_L - V_C.

                

 

Besarnya tegangan jepit pada rangkaian seri RLC dapat dicari dengan menggunakan diagram fasor sebagai berikut :

VR = Imax R sin ωt = Vmax sin ωt

VL = Imax XL sin (ωt + 90o ) = Vmax sin (ωt + 90o )

VC = Imax XC sin (ωt – 90o ) = Vmax sin (ωt – 90o )

Jika sudut ωt kita pilih sebagai sumbu x, maka diagram fasor untuk I, VR, VL, dan VC dapat digambarkan dengan gambar diatas. Dan besarnya tegangan jepit pada rangkaian seri RLC dapat dicari dengan menjumlahkan fasor dari VR, VL, dan VC menjadi :

 

di mana :

V = tegangan total/jepit susunan RLC (volt)

VR = tegangan pada hambatan (volt)

VL = tegangan pada induktor (volt)

VC = tegangan pada kapasitor (volt) Dari gambar diagram fasor terlihat bahwa antara tegangan dan arus terdapat beda sudut fase sebesar θ yang dapat dinyatakan dengan :

 

1. Tentukanlah besar tegangan maksimum yang dibutuhkan agar dihasilkan kuat arus maksimum sebesar 4 A!

Diketahui:

R = 60 Ω

X_L = 120 Ω

X_C = 40 Ω

I_max = 4 A

Ditanya: V_max ?

V_max = I_max Z = 4 (100) = 400 Volt

Jadi besar tegangan maksimum yang dibutuhkan adalah 400 Volt

 SUMBER :

Materi Rangkaian Listrik Dasar/ R L C 3

https://www.ruangguru.com/blog/penjelasan-rangkaian-seri-rlc-pada-arus-bolak-balik

https://abdulelektro.blogspot.com/2019/06/rangkaian-rlc-seri

https://www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/inilah-rangkaian-rlc-beserta-contoh-soalny