TUGAS PENDAHULUAN MODUL 4

TUGAS PENDAHULUAN

MODUL 4 : RLC SERI DAN RLC PARALEL

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

a. RLC Seri

Pada rangkaian RLC seri, resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) dihubungkan secara berurutan dalam satu jalur, sehingga arus yang sama mengalir melalui ketiga komponen.

Prinsip kerja : 

Arus yang mengalir melalui setiap komponen adalah sama, tetapi tegangan pada masing-masing komponen bisa berbeda.

Impedansi Total (Z) dihitung sebagai:

$Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$
Di mana:

• $X_L=\omega \mathrm{<span\; class="mord\; mathnormal">L\; (Reaktansi\; induktif)</span>}$

• $X_C = \frac{1}{\omega C}$ (Reaktansi kapasitif)

• $\omega = 2 \pi f$ (Frekuensi sudut)

b. RLC Paralel

Pada rangkaian RLC paralel, R, L, dan C dihubungkan paralel terhadap sumber tegangan.

Prinsip Kerja: 

Tegangan pada setiap komponen sama, tetapi arus pada masing-masing komponen bisa berbeda.

Admitansi Total (Y) dihitung sebagai:

• $Y = \sqrt{G^2 + (B_L - B_C)^2}$
  Di mana:

  • $G = \frac{1}{R}$ (Konduktansi)

  • $B_L = \frac{1}{\omega L}$ (Susseptansi induktif)

  • $B_C = \omega C$ (Susseptansi kapasitif)

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

• Jika $X_C$ meningkat, sudut fase ($\mathrm{\varphi )\; juga\; meningkat,\; arus\; lebih\; mendahului\; tegangan.}$

• Jika $X_C$ berkurang, sudut fase menurun, arus lebih sinkron dengan tegangan.

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!

a. Resonansi

Resonansi terjadi ketika reaktansi induktif ($X_L$) sama dengan reaktansi kapasitif ($X_C$):

$$X_L=X_C⟹\omega L=\frac{1}{\omega \mathrm{C}}$$

Pada kondisi ini:

• Impedansi rangkaian minimum dan hanya terdiri dari resistansi:

  $$Z=R$$

• Arus mencapai maksimum, karena tidak ada hambatan dari komponen induktif dan kapasitif.

b. Frekuensi Resonansi  

adalah frekuensi di mana reaktansi induktif ($X_L$) sama dengan reaktansi kapasitif ($X_C$).

$$f_r=\frac{1}{2\pi \sqrt{L\mathrm{C}}}$$

Resonansi terjadi karena reaktansi kapasitif dan induktif saling meniadakan, sehingga rangkaian menjadi murni resistif.

c. Kenapa terjadi resonansi

Resonansi terjadi karena reaktansi kapasitif dan induktif saling meniadakan, sehingga rangkaian menjadi murni resistif.

d. Pengaruh frekuensi:

• Di Bawah Frekuensi Resonansi ($f < f_r$):

  • $X_L < X_C$ → Rangkaian bersifat kapasitif.

  • Impedansi lebih besar, arus lebih kecil.

• Pada Frekuensi Resonansi ($f = f_r$):

  • $X_L = X_C$ → Impedansi minimum ($Z = R$), arus maksimum.

• Di Atas Frekuensi Resonansi ($f > f_r$):

  • $X_L > X_C$ → Rangkaian bersifat induktif.

  • Impedansi lebih besar, arus lebih kecil.

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

a. RLC Seri

$$Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$$

• Resistansi (R) berperan langsung dalam menghambat arus.

• Induktansi (L) dan Kapasitansi (C) menghasilkan reaktansi yang saling berlawanan.

• Jika $X_L = X_C$, maka $Z = R$
  

b. RLC Paralel

$$Y = \sqrt{G^2 + (B_L - B_C)^2}$$

• Resistansi berubah menjadi konduktansi (G).

• Induktansi dan Kapasitansi menghasilkan susseptansi (B) yang berlawanan.

• Resonansi terjadi ketika $B_L = B_C$, sehingga hanya ada konduktansi.

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

Diketahui:

• $X_L = 40 \Omega$
  

• $X_C = 70 \Omega$
  

• $R = 40 \Omega$
  

Reaktansi Total (X)

$$X = X_L - X_C = 40 - 70 = -30 \ \Omega$$

(Nilai negatif menunjukkan sifat kapasitif)

Impedansi Total (Z)

$$Z = \sqrt{R^2 + X^2}$$ $$Z = \sqrt{40^2 + (-30)^2} = \sqrt{1600 + 900} = \sqrt{2500} = 50 \ \Omega$$

Jawaban:

• Reaktansi Total (X): -30 Ω (kapasitif)

• Impedansi Total (Z): 50 Ω

Link download klik disini