Terimakasih Untuk Subscribe Chanel Youtubenya.

Soal Rangkaian Listrik AC dan Pembahasannya 4

Soal 1
Arus sinusoidal dengan nilai maksimum 6 A mengalir melalui sebuah resistor 5 Ω. Tentukan daya rata-rata yang didisipasikan pada resistor!

Jawab:
Daya disipasi pada resistor adalah

P = ief2R

Dengan ief = kuat arus efektif = im/2

Maka

P = ½ im2R = ½ x 6 A x 5 Ω = 15 Watt

Soal 2
Sebuah induktor variabel dengan hambatan dapat diabaikan dihubungkan ke sumber tegangan AC. Bagaimana arus melalui induktor berubah jika induktansi ditingkatkan dengan faktor 3 dan frekuensi AC juga ditingkatkan dengan faktor 4?

Jawab:
Kita ketahui bahwa reaktansi induktif diberikan oleh

XL = ωL = 2πfL

Arus yang mengalir dalam rangkaian diberikan oleh

I = V/XL = V/(2πfL)

Jika induktansi induktor ditingkatkan menjadi faktor 3 (3L) dan frekuensi AC ditingkatkan menjadi faktor 4 (4f), maka

I’ = V/(12 x 2πfL)

Kuat arus berkurang menjadi faktor 12!

Soal 3
Sebuah tegangan sinusoidal 8 V efektif dan frekuensi 1.000 Hz dihubungkan ke ujung-ujung sebuah induktor murni. Jika arus efektif 2 mA, tentukan nilai induktansi induktor tersebut.

Jawab:

Kita ketahui bahwa reaktansi induktif diberikan oleh

XL = ωL = 2πfL

tegangan pada ujung-ujung indktor diberikan oleh

V = IXL = 2πfIL

Maka induktansi induktor adalah

L = V/2πfI

 = 8V/(2π x 1000 Hz x 0,002 A)

L = 2/π H

Soal 4
Pada frekuensi berapakah, reaktansi sebuah induktor 20 mH sama dengan 15,7 Ω?

Jawab:
Kita ketahui bahwa reaktansi induktif diberikan oleh

XL = ωL = 2πfL

15,7 Ω = 2π x f x 0,02 H

f = 125 Hz

Soal 5
Sebuah solenoida dengan inti udara memiliki panjang 10 cm, luas penampang 20 cm2 dan terdiri atas 200 lilitan pada frekuensi 12,5 Hz. Berapakah reaktansi induktif solenoida?

Jawab:

Induktansi induktor adalah

L = N2µ0A/d

L = (200)2(4π x 10-7 Tm/A)(20 x 10-4 m2)/0,1 m = 3,2π x 10-4 H

Maka reaktansi induktifnya adalah

XL = ωL = 2πfL

XL = 2π x 12,5 Hz x 3,2π x 10-4 H

XL = 8π x 10-3 Ω

Soal 6
Tegangan V ditampilkan oleh persamaan V = (25 V) sin (628t) diberikan pada ujung ujung sebuah induktor dengan induktansi 20 mH. tentukan:

a. tegangan efektif

b. frekuensi


c. reaktansi dari induktor

d. arus yang terukur pada rangkaian

e. persamaan yang menampilkan arus

f. daya sesaat maksimum yang mungkin diberikan pada induktor.

Jawab:

Dari fungsi tegangan V = (25 V) sin (628t), kita ketahui tegangan maksimum adalah Vm = 25 V dan kecepatan sudut ω = 628 rad/s.

Maka:
(a) tegangan efektif, Vef = Vm/2 = 25V/Ö2 = 12,52 Volt

(b) frekuensi, f = ω/2π = 628/2π = 100 Hz

(c) reaktansi dari induktor, XL = ωL = 628 rad/s x 20 x 10-3 H = 12,56 Ω

(d) arus yang terukur pada rangkaian adalag arus efektif,

Ief = Vef/XL
ef = 12,5Ö2 V/12,56 Ω = 2 A

(e) persamaan yang menampilkan arus yaitu I = Im sin (ωt - 900) = –Im cos ωt (ingat bahwa pada induktor tegangan mendahului arus sebesar 900).

Dengan Im = Vm/XL = 25V/12,56 Ω = 2,0 A

Maka persamaan arus adalah I = –2,0 cos 628t

(f) daya sesaat maksimum yang mungkin diberikan pada induktor adalah

P = vi

P =(25 sin 628t)(–2,0 cos 628t)

P = –25 sin 1256t

Maka daya maksimum Pm = –25 Watt

Soal 7
Sebuah tegangan sinusoidal dengan tegangan maksimum 20 V dan frekuensi 40 Hz, dihubungkan ke ujung-ujung sebuah kapasitor. Jika arus maksimum 15,7 mA, tentukan nilai kapasitas kapasitor itu!

Jawab:

Tegangan maksimum pada kapasitor diberikan oleh

Vm = ImXC = Im(1/ωC) = Im/(2πfC)

C = Im/(2πfVm)

C = 15,7 x 10-3 A/(2π x 40 Hz x 20 V) =  3,125 mF

0 Response to "Soal Rangkaian Listrik AC dan Pembahasannya 4"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel