TUGAS PENDAHULUAN MODUL 4

1. Jelaskan prinsip kerja Rangkaian RLC Seri dan RLC Paralel !

Jawab : 

Rangkaian RLC Seri terdiri dari resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) yang dihubungkan secara berurutan dalam satu jalur, sehingga arus yang mengalir melalui setiap komponen adalah sama, namun tegangan pada masing-masing komponen berbeda. Impedansi total rangkaian dihitung menggunakan rumus $Z=\sqrt{R^2+(X_L-X_C{)}^2}$, dengan $X_L=\omega L$ dan $X_C=\frac{1}{\omega C}$ sebagai reaktansi induktif dan kapasitif. Pada kondisi resonansi (saat $X_L=X_C$), impedansi menjadi minimum dan arus mencapai nilai maksimum. 

Rangkaian RLC Paralel adalah rangkaian di mana resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) dihubungkan secara sejajar pada dua titik yang sama, sehingga tegangan di setiap komponen sama, namun arus berbeda tergantung impedansinya. Total arus merupakan penjumlahan dari arus pada R, L, dan C.

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

Jawab : 

Jika reaktansi kapasitif (Xc) berubah sementara resistansi (R) tetap konstan, maka sudut fasa (ϕ) antara tegangan dan arus juga akan terpengaruh. Dalam rangkaian RC, sudut fasa ditentukan oleh perbandingan antara R dan Xc, yaitu:

$$\tan (\phi )=-\frac{X_c}{R}$$Xc menurun (misalnya karena frekuensi naik): arus lebih mendahului tegangan → sudut fasa makin negatif (lebih kapasitif).

Xc meningkat: arus kurang mendahului tegangan → sudut fasa mendekati nol (lebih resistif).

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!

Jawab :

Resonansi adalah kondisi dalam rangkaian RLC di mana reaktansi induktif (XL) sama dengan reaktansi kapasitif (XC), sehingga efek induktor dan kapasitor saling meniadakan. Pada titik ini, hanya resistansi (R) yang mempengaruhi impedansi.

Frekuensi resonansi (fr) adalah frekuensi saat resonansi terjadi, dihitung dengan rumus:

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

Resonansi terjadi karena pada frekuensi tertentu, energi bolak-balik antara L dan C seimbang, membuat impedansi minimum dan arus maksimum.

Dalam RLC seri, jika frekuensi:

• Naik mendekati fr, impedansi menurun, arus meningkat.

• Tepat di fr, impedansi minimum, arus maksimum.

• Melebihi fr, impedansi naik lagi karena efek induktif dominan

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

dan RLC paralel!

Jawab :

Pada RLC Seri, impedansi (Z) adalah gabungan dari resistansi (R), induktansi (L), dan kapasitansi (C) dalam satu jalur, dengan rumus:

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

Semakin besar perbedaan antara XL dan XC, semakin besar impedansinya.

Pada RLC Paralel, komponen disusun sejajar dan hubungan dinyatakan lewat admitansi (Y), yaitu:

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

di mana G = 1/R, BL = 1/XL, dan BC = 1/XC.
Semakin seimbang BL dan BC, admitansi menurun → impedansi naik.

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

Jawab : 

Diketahui: XL = 40

                  XC = 70

                   R = 40Ω

Ditanya : X dan Z?

Penyelesaian : X = XL-XC

                            = 40-70

                             =-30

Untuk impedansi (Z):

Z =√ R^2+X^2

    = √40^2 + (-30)^2 

    = √1600 + 900

     = √2500

Z = 50Ω 

Download TP Disini