Pengertian dan Contoh Soal Arus Bolak Balik Beserta Jawaban – Dalam kehidupan sehari-hari, kita tidak lepas dari yang namanya listrik. Listrik digunaan untuk menghidupkan berbagai peralatan elektronik seperti TV, kultas, AC, mesin cuci dan masih banyak lagi.
Biar tidak cuma bisa pakainya saja, yuk belajar mengenai kelistrikan. Salah satunya tentang arus bolak balik yang juga banyak diujikan ketika ulangan di sekolah.
Pengertian Arus Bolak Balik
Apa itu arus bolak balik? Pada dasarnya, arus bolak balik merupakan arus listrik yang memiliki nilai berubah-ubah terhadap satuan waktu. Pada arus ini, memiliki tegangan listrik yang membentuk sinusoidal, dengan begitu tegangan berbah menurut fungsi sinus terhadap waktu.
Contoh Soal Arus Bolak Balik Beserta Jawaban
Nah berikut ini ada beberapa contoh soal arus bolak balik yang bisa kamu pelajari.
1. Sebuah jarum voltmeter AC menampilkan angka 214 volt. Tentukan besarnya tegangan bolak-balik yang terukur sesuai rumus dalam ilmu fisika… (anggap √2 = 1,4)
Jawaban:
Vef = Vm/ √2
Vm = √2 Vef
Vm = 1,4 x 215
Vm = 301 volt
2. Sebuah generator menghasilkan tegangan sinusoidal dengan persamaan V = 200 sin 200t. Tentukan nilai dari:
- Vmax
- Frekuensi tegangan
Pembahasan:
Diketahui
V = 200 sin 200t
Penyelesaian
Persamaan umum tegangan AC
V = Vmax sin ωt
Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa tegangan maksimumatau Vmax bernilai 200V
ω = 200
2 pi f = 200
f = 100/pi
f = 31.81 Hz
Jadi frekuensi gelombang tersebut bernilai 31.81 Hz
3. Diketahui R = 40 ohm, Vm = 200 Volt, dan f = 50 Hz. Tentukanlah besarnya arus yang melewati R saat 1/60 sekon.
Jawaban:
Im = Vm/R = 200/40 = 5 volt
ω = 2π . 50 = 100 π rad/s
Agar bisa menentukan besaran arus yang melewati R saat t = 1/60, maka bisa ditulis:
I(t) = Im sin ω t
I(t) = 5 sin (100π 1/60)
I(t) = 5 sin (5/3 π)
I(t) = 5 x (0,866)
I(t) = 4,33 Ampere
4. Sebuah rangkaian seri RC memiliki tegangan kapasitif dan tegangan resistif masing-masing 50 V dan 120 V. Dengan begitu, maka tegangan totalnya yaitu…
Jawab:
VR = 50 V
VC = 120 V
VZ = …?
VZ = √(〖VC〗^2+VR)
VZ = √(〖120〗^2+〖50〗^2 )
VZ = √(〖14400〗^ +〖2500〗^ )
VZ = √16900
VZ = 130 V
5. Kerjakan soal di bawah ini
Jika tegangan maksimum sumber arus bolak-balik = 220 V, maka besar kuat arus maksimum yang mengalir pada rangkaian adalah….
Pembahasan:
Diketahui
R = 60 Ω
XL = 240 Ω
XC = 40 Ω
Vmax = 220 V
Penyelesaian
Z = sqrt (602+(240-40)2)
Z = sqrt (602+2002)
Z = 208.81 Ω
Im = Vm/Z
Im = 220 / 208.81
Im = 1.1 A
Jadi nilai arus yang mengalir pada rangkaian adalah 1.1 A
6. Kapasitor dengan reaktasi kapasitif 30 dan susunan seri hambatan 40 dihubungkan dengan sumber arus bolak balik yang memiliki tegangan efektif 220V. Tegangan efektif resistor tersebut yaitu…
Jawaban:
R = 40
XC = 30
VZ = 220 V
VR = ?
Z = √(〖Xc〗^2+R^2 )
Z = √(900+1600)
Z = √2500
Z = 50
8. Sumber arus bolak balik mempunyai amplitude tegangan 200 V dan frekuensi sudut 25 Hz mengalir melalui hambatan R = 200 Ω dan kapasitor C = 100π μF yang disusun seri.
Kuat arus yang mengalir melalui kapasitor itu adalah?
Jawab:
Diketahui:
Frekuensi sudut:
ω = 2πf
ω = 2π⋅25
ω = 50πrad/s
Reaktansi kapasitif:
XC = 1/ωc
XC = 1 / (50π⋅100π×10^−6)
XC = 200Ω
Impedansi rangkaian:
Z=200√2Ω
Pembahasan:
I = V / Z
I = (200) /(200 √2 )
I = 1/2√2A (B)
9. Sebuah dinamo memberikan tegangan efektif 220 V pada frekuensi 60 Hz. Berapa persamaan tegangan sesaat yang diciptakan dinamo?
Ditanyakan:
Persamaan V?
Jawab:
Diketahui:
Veff = 220 V → Vmaks = 220 √2V
f = 60 Hz → ω = 2πf = 120π rad/s
Pembahasan:
Maka persamaan tegangan sesaat yang diciptakan dinamo adalah V = 220√2sin 120πt.
10. Sebuah benda yang dapat bergerak mampu menghasilkan tegangan maksimal sebesar 200 V. Benda tersebut membentuk sudut yang besarnya 300 dalam periode waktu yang dibutuhkan yaitu 60 sekon. Dari benda tersebut, berapakah tegangan sinusoidal yang terjadi?
Pembahasan:
Diketahui:
Tegangan maksimal atau V max = 200 V
Sudut atau W = 300
Waktu atau t = 60 s
Ditanya:
Berapa tegangan sinusoidal benda tersebut?
Jawab:
V = V max x sin W x t
= 200 x sin 300 x 60
= 600 V
Jadi, tegangan sinusoidal benda tersebut adalah 600 Volt.
