Apa yang dimaksud dengan arus bolak balik AC?
Arus bolak-balik atau alternating current (AC) merupakan arus dan tegangan listrik yang besarnya berubah terhadap waktu dan mengalir dalam dua arah. Arus bolak-balik biasanya dimanfaatkan untuk peralatan elektronik.
Contoh pemanfaatan energi listrik AC
Contoh pemanfaatan energi listrik AC yang lain adalah: Untuk mesin cuci, penerangan (lampu), pompa air AC, pendingin ruangan, kompor listrik, dan masih banyak lagi.
Kenapa harus menggunakan arus listrik bolak balik?
Dengan menggunakan arus bolak-balik (AC), listrik tegangan tinggi dapat disalurkan dengan lebih murah daripada arus searah dan tegangannya pun bisa dinaikkan atau diturunkan cukup dengan mengaktifkan transformator.
Bab kali ini berhubungan dengan arus bolak-balik (AC) yang membahas tentang diagram fasor, rangkaian RLC pada arus AC, impedansi, tegangan total, atau grafik osilasi arus AC. Nah, berikut ini saya akan memberikan beberapa soal latihan dan juga pembahasannya untuk arus bolak-balik (AC) berupa pilihan ganda yang dapat dipelajari sebelum melakukan ujian. 1. Sebuah sumber tegangan AC memiliki tegangan maksimum 12 V. Besar tegangan sesaat ketika fasenya 1/12 adalah . . . A. 6 V B. 6 akar(3) V C. 12 V D. 12 akar(3) V E. 0 2. Gambar di bawah ini yang menunjukkan hubungan yang tepat mengenai diagram fasor pada rangkaian resistor murni adalah . . .
3. Gambar di bawah ini yang menunjukkan hubungan yang dapat mengenai diagram fasor pada rangkaian kapasitor murni adalah . . . Gambar untuk pilihan ada pada nomor 2
4. Gambar di bawah ini yang menunjukkan hubungan yang dapat mengenai diagram fasor pada rangkaian induktor murni adalah . . . Gambar untuk pilihan ada pada nomor 2 5. Grafik hubungan I dan V terhadap t yang tepat untuk rangkaian resistif yang dialiri arus bolak-balik adalah . . . 6. Grafik hubungan I dan V terhadap t yang tepat untuk rangkaian kapasitif yang dialiri arus bolak-balik adalah . . . pilihan ada pada gambar nomor 5 7. Rangkaian RLC disusun secara seri. Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika XL > XC adalah . . 8. Perhatikan gambar di bawah ini!
Jika diketahui tegangan pada titik ab sebesar 40 V dan tegangan pada titik bc sebesar 30 V, maka tegangan total pada rangkaian tertutup di atas adalah . . . A. 10 V B. 30 V C. 50 V D. 70 V E. 90 V
9. Perhatikan gambar di bawah ini!
Besar tegangan total pada rangkaian RLC di atas adalah . . .
10. Tegangan pada suatu induktor dinyatakan dalam fungsi waktu v= 50 sin 100t volt, dengan t dalam sekon. Fungsi arus listrik terhadap waktu yang mengalir pada induktor dengan induktansi dirinya sebesar 10 mH adalah . . . A. i= 50 sin (100t - π) A B. i = 50 cos (100t - π) A C. i= 50 sin (100t – π/2) A D. i= 50 cos (100t – π/2) A
E. i= 25 sin (100t - π) A
11. Kapasitor murni dengan kapasitas 250 μF dihubungkan seri dengan sumber tegangan bolak-balik yang menghasilkan fungsi v = 80 sin 200πt (t dalam sekon). Arus listrik yang mengalir pada kapasitor adalah. . . A. i= 4π sin (200πt) A B. i= 4π cos (200πt) A C. i= 4π sin (200πt – π/2) A D. i= 4π cos (200πt + π/2) A E. i= 6π sin (200πt – π/2) A
12. Perhatikan diagram rangkaian RLC berikut ini! Nilai impedansi dari rangkaian di atas adalah . . .
A. 200 Ω B. 500 Ω C. 625 Ω D. 425 Ω E. 650 Ω
13. Perhatikan diagram rangkaian RLC berikut ini! Kuat arus maksimum dari rangkaian di atas adalah . . . A. 1,3 AB. 1,5 A C. 2,0 A D. 2,4 A E. 2,8 A
14. Hambatan total impedansi rangkaian RLC di bawah ini adalah 250 Ω. Jika potensial antara titik a dan b adalah 80 volt, maka tegangan sumber yang digunakan adalah . . .
A. 100 V B. 120 V C. 140 V D. 160 V E. 180 V
15. Gambar di bawah ini menunjukkan diagram fasor rangkaian arus bolak-balik. Jika frekuensi arus bolak-balik tersebut 50 Hz, maka . . . A. Hambatannya (240/π) H B. Induktansinya (240/π) mH C. Kapasitansinya (240/π) mH D. Induktansinya (240/π) H
E. Kapasitansinya (240/π) H
16. Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut! Jika tegangan maksimum sumber arus bolak-balik sebesar 200 volt, maka besar kuat arus maksimum yang mengalir pada rangkaian adalah . . .
A. 1,5 A B. 2,0 A C. 3,5 A D. 4,0 A E. 5,0 A
17. Suatu rangkaian seri RLC dihubungkan dengan tegangan bolak-balik. Apabila induktansi diri sebesar (1/25π2) H dan kapasitansi kapasitor 25 μF. maka resonansi rangkaian terjadi pada frekuensi . . . A. 0,5 kHz B. 1,0 kHz C. 2,0 kHz D. 2,5 kHz E. 7,5 kHz
18. Rangkaian seri RLC disusun seperti gambar di bawah ini! Bila saklar S ditutup, beda potensial antara titik M dan N adalah . . .
A. 25 V B. 55 V C. 96 V D. 110 V E. 130 V
19. Sumber arus listrik bolak-balik memiliki amplitudo tegangan 200 volt dan frekuensi arus listriknya 25 Hz. Arus mengalir melalui hambatan R = 200 Ω dan kapasitor C = 100/π μF yang disusun seri. Kuat arus yang mengalir melalui kapasitor tersebut adalah . . .
A. Akar(2)/4 B. Akar(2)/4 C. Akar(2) D. 2akar(2) E. 5akar(2)
20. Kapasitor C dirangkai dengan sebuah hambatan 40 Ω, kemudian dihubungkan pada sumber tegangan bolak-balik 160 volt. Jika faktor daya rangkaian 0,5, maka besar kuat arus listrik yang mengalir adalah . . . A. 0,67 A B. 1,50 A C. 1,67 A D. 2,00 A E. 3,00 A
21. Suatu kumparan jika dihubungkan dengan sumber arus 32 V menghasilkan arus 2 A. Jika dihubungkan dengan sumber tegangan arus bolak-balik 100 V, menghasilkan arus 5 A. Jika frekuensi angulernya 100 rad/s, maka induktansi diri kumparan adalah . . . A. 0,2 H B. 0,4 H C. 0,8 H D. 0,12 H E. 0,16 H
22. Sumber tegangan bolak-balik menghasilkan tegangan sesuai dengan fungsi V = 120 cos 20πt (t dalam detik). Besar tegangan efektif dan frekuensi sumber tegangan bolak-balik akar(2) = 1,41 adalah . . . A. 85 volt dan 10 Hz B. 89 volt dan 10 Hz C. 90 volt dan 20 Hz D. 94 volt dan 20 Hz E. 99 volt dan 15 Hz
23. Besar daya listrik dalam suatu kumparan pemanas yang dialiri arus searah 6 A adalah P. Jika sekarang digunakan arus bolak-balik dengan nilai puncak 6 A, maka daya listrik yang mengalir adalah . . . A. 0,25 P B. 0,50 P C. 1,00 P D. 2,00 P E. 4,00 P
24. Lampu pijar yang dihubungkan dengan tegangan DC 12 V akan dialiri arus 0,2 A. Jika lampu dihubungkan dengan tegangan AC yang efektifnya 12 V, maka dialiri arus 0,2 A. Reaktansi induksi tersebut adalah . . . A. 30 Ω B. 40 Ω C. 60 Ω D. 80 Ω E. 100 Ω
25. Pemancar radio dioperasikan pada frekuensi 1 Mhz dengan rangkaian osilasi yang mempunyai kapasitansi 49/484 pF. Besar induktansi rangkaian tersebut adalah . . . A. 150 mH B. 250 mH C. 350 mH D. 450 mH E. 550 mH
26. Sumber tegangan AC dengan persamaan v = 20 akar 2 Sin 1000t V dihubungkan dengan rangkaian RLC. Jika diketahui nilai R = 400 Ω, L = 0,5 H, dan C = 5 μF, maka besar daya disipasi rangkaian adalah . . . A. 0,28 W B. 0,45 W C. 0,60 W D. 0,64 W E. 0,75 W
27. Rangkaian RLC seri yang dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik yang mempunyai harga efektif 100 V. Jika diketahui hambatan murni sebesar 10 Ω dan tegangan efektif ujung-ujung resistornya 60 V, maka faktor daya rangkaian tersebut adalah . . . A. 0,40 B. 0,50 C. 0,60 D. 0,70 E. 0,80
28. Perhatikan gambar di bawah ini! Elemen 6 V dan generator AC dengan tegangan efektif 12 V disusun seri seperti pada gambar. Tegangan sesaat P adalah . . .
A. 6 V B. 18 V C. 6(1 + akar(2) sin ωt) V D. 6(1 + 2akar(2) sin ωt) V E. 6(1 - akar(2) sin ωt) V
29. Kumparan yang memiliki induktansi diri 0,5 H dihubungkan dengan tegangan bolak-balik 120 V dan frekuensi sudut 160 rad/s. Jika kumparan itu mempunyai hambatan murni sebesar 60 Ω, maka besar energi per detik yang dipakai oleh kumparan tersebut adalah . . . C. 90 wattD. 86,4 wattE. 75,6 watt
30. Sumber arus PLN adalah arus bolak-balik (AC), tetapi lampu pijar di rumah tidak kelihatan berkedip-kedip atau bergetar. Hal ini karena . . . A. Tekanan lampu pijar relatif besar B. Tekanan lampu pijar relatif kecil C. Frekuensi arus bolak-balik relatif besar D. Frekuensi arus bolak-balik relatif kecil E. Semua jawaban salah