Soal Dan Pembahasan Listrik Magnet_Dana Santika_Fisika_Undiksha

FISIKA DASAR 3 SOAL DAN PEMBAHASAN

BY :

NI PUTU VERA FEBRI ARFIYANTI (1113021068) KELAS 2/A

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM 2012

Nama

:

Ni Putu Vera Febri Arfiyanti

NIM

:

1113021068

Kelas

:

2/A

Jurusan

:

Pendidikan Fisika SOAL DAN PENYELESAIAN HUKUM BIOT SAVART

A. INDUKSI MAGNETIK DI SEKITAR KAWAT LURUS BERARUS LISTRIK 1) Tiga buah kawat lurus panjang A, B dan C diletakkan sejajar dan berjarak 6 meter satu sama lain. Jika dilihat sepanjang kawat, ketiganya terletak di tiga titik sudut segitiga sama sisi. Arus yang mengalir pada masingmasing kawat 8 A, tetapi arus pada kawat C berlawanan arah dengan arus pada kawat A dan B. Dimana arah arus pada kawat A dan B menembus bidang sedangkan arah arus pada kawat C keluar bidang. Seperti pada gambar di bawah ini. Tentukan kuat medan magnet di titik P. (titik P merupakan perpotongan ketiga garis tinggi pada segitiga).

Penyelesaian : a) Pertama, menentukan arah medan magnet di titik P oleh kawat A (𝐵𝐴 ), kawat B (𝐵𝐵 ) dan kawat C (𝐵𝐶 ).

b) Rumus kuat medan magnet untuk kawat lurus panjang adalah  i B o . 2a Dengan 𝑎 adalah jarak titik P dengan kawat. 𝑎 bisa dihitung dengan mencari garis tinggi pada segitiga (𝑡). 

B

𝑡

𝑎

6m

Karena merupakan bentuk segitiga siku-siku, dengan dalil Phytagoras, diperoleh BC 2  B ' C 2  BB ' 2

6 2  32  t 2 t 2  6 2  32

P

t  6 2  32 t  36  9

C B’

3m



t  27  3 3m Dengan menggunakan aturan segitiga, maka 𝐵𝑃: 𝐵’ 𝑃 = 2: 1 sehingga 𝐵𝑃: 𝐵𝐵’ = 2: 3 atau a :t  2:3 a 2  t 3 2 a t 3 2 a  3 3  2 3m 3

 

c) Hitung kuat medan magnet oleh kawat A (𝐵𝐴 )

Oi 2a 4 .10  7 8 BA  2 2 3 BA 

 

BA 

8 3

10  7

8 3 7 10 Tesla 3 Oleh karena besar a dan I pada ketiga kawat sama, maka besar kuat medan magnet pada kawat B dan kawat C sama dengan besar kuat medan magnet kawat A. BA 

8 3 7 10 Tesla 3 d) Resultan antara A dan B Besar sudut antara A dan B adalah 120𝑜 , karena merupakan segitiga sama sisi. B A  B B  BC 

R AB  B A2  B B2  2 B A B B cos 120 o



R AB  B A2  B A2  2 B A B A  1

2



R AB  B A2  B A2  B A2 R AB  B A2 R AB  B A 

8 3 7 10 Tesla 3

Sehingga medan magnetik total di titik P adalah

RTOTAL  R AB  BC 8 3 7 8 3 7 10  10 3 3 16 3  7  10 Tesla 3

RTOTAL  RTOTAL

2) Kawat lurus seperti pada gambar, dialiri arus yang sama sebesar 4 A.

Kawat lurus 1 dengan panjang 8 m dan kawat lurus 2 dengan panjang 6 m. Tentukan besar dan arah induksi magnetik di titik P! Penyelesaian : a) Penyelesaian soal ini menggunakan konsep kawat lurus pendek, karena panjang kawat diketahui dalam soal, yaitu :  i B  o cos   cos   4a

b) Induksi magnetik di titik P oleh kawat 1 adalah  i B1  O 1 cos  1  cos  1  4a1 Dengan :

cos  1  cos 90 o  0 AP 8   0,8 BP 10 a1 adalah jarak kawat 1 ke titik P, besarnya sama dengan panjang kawat 2 yaitu 6 meter, sehingga 4 .10 7 4 0  0,8 B1  4 6 cos  1 

2.10 7 0,8 3 1,6.10 7 B1   0,53.10 7 Tesla 3 X Dengan arah menembus bidang c) Induksi magnetik di titik P oleh kawat 2 adalah  i B2  O 2 cos  2  cos  2  4a 2 B1 

Dengan :

cos  2  cos 90 o  0 BC 6   0,6m BP 10 a 2 adalah jarak kawat 2 ke titik P, besarnya sama dengan panjang kawat 1 yaitu 8 meter, sehingga cos  2 

4 .10 7 4  0  0,6 4 8 1 B2  .10  7 .0,6 2 B2  0,3.10  7 Tesla B2 

Dengan arah menembus bidang X d) Karena arah induksi magnetik B1 dan B2 searah, maka total induksi magnetk di titik P adalah B P  B1  B2

B P  0,53.10 7  0,3.10 7 B P  0,83.10 7 Tesla Dengan arah menembus bidang.

B. INDUKSI MAGNETIK DI SEKITAR KAWAT MELINGKAR BERARUS LISTRIK 1) Perhatikan gambar berikut!

Kawat seperti pada gambar di atas terdiri dari kawat dengan bagian lingkaran 120 o (kawat 1) dan kawat setengah lingkaran (kawat 2). Dialiri arus sebesar 30 Ampere. Arus yang menalir pada kawat 1 sebesar 15 Ampere dan pada kawat 2 juga 15 Ampere. Dan jari-jari kedua bagian kawat melingkar tersebut sama dengan 0,2 m. Tentukan besarnya induksi magnetik di titik P! Penyelesaian : Besarnya induksi magnet pada kawat melingkar dengan jumlah 𝑁 lilitan ditentukan dengan rumus  i B O N 2a Dengan N adalah bagian lingkaran dan a adalah jari-jari lingkaran.

a) Tinjau kawat 1 yaitu bagian lingkaran 120o bagian 120 o 1 N1    total 360 o 3 Induksi magnetik di titik P yang dipengaruhi oleh kawat 1 adalah

B1 

 O i1 2a1

N1

B1 

4 .10  7 15  1    20,2   3 

B1 

2 .10  6 0,4

B1  0,5 .10 5 Tesla Dengan arah menembus bidang kertas. b) Tinjau kawat 2, yaitu bagian kawat setengah lingkaran 1 N2  2 Induksi magnetik di titik P yang dipengaruhi kawat 2 adalah

B2  B2 

 O i2 2a 2

N2

4 .10  7 15  1    20,2   2 

15 .10  6 B2  2 B 2  0,75 .10 5 Tesla Dengan arah keluar bidang kertas. c) Misalkan besar induksi magnetik di titik P adalah B P . Karena arah

B1 dan B2 berlawanan, seperti pada gambar di atas, maka besar induksi magnetik di titik P yang dipengaruhi kawat 1 dan 2 adalah selisih antara B1 dan B2 .

B P  B1  B2 B P  0,5 .10 5  0,75 .10 5 B P  0,25 .10 5 Tesla Tanda negatif menunjukkan induksi magnetik di titik P searah dengan yaitu keluar bidang B2 (karena B2 pada persamaan di atas dimisalkan negatif). 2) Dua buah kumparan kawat yang masing-masing terdiri dari 100 lilitan, dipasang berhadapan pada jarak 10 cm (jari-jari kumparan 10 cm). Kumparan dialiri arus 20 A yang searah. Hitung induksi magnetik pada sumbu di tengah-tengah kedua kumparan tersebut! (keterangan : susunan kumparan dapat dilihat pada gambar berikut).

Penyelesaian : a) Misalkan jarak kedua kumparan = jari-jari kumparan = b 1  r  b   b 2 

2

2

r  b2  r

5 2 b 4

r

1 b 5 2

b2 4

b) Induksi magnetik di titik P oleh satu kawat melingkar adalah  ia sin  B o 2 2r Sedangkan besar induksi magnetik untuk N kawat melingkar (kumparan A ) adalah

BA 

 O iNa sin 

2r 2 b  O iNb r BA  2 2r  iNb 2 BA  O 3 2r  O iNb 2 BA  3 1  2 b 5  2   o iNb 2 BA   b3  2 5 5   8  4  o iN BA  5 5b Dengan arah ke kiri. c) Karena jumlah lilitan dan jari-jari kumparan sama maka besar induksi magnetik untuk kawat melingkar (kumparan B ) sama dengan besar induksi magnetik pada kumparan A yaitu 4 o iN B A  BB  5 5b d) Karena arah induksi magnetik BA dan BB searah, maka besar induksi magnetik total adalah BTOTAL  B A  B B

BTOTAL  BTOTAL  BTOTAL  BTOTAL  BTOTAL

4  o iN



5 5b 8 o iN

4  o iN 5 5b

5 5b 8.4 .10  7 .20.100 5 5 0,1

64 .10 3

5 5  0,018Tesla

Jadi induksi magnetik pada sumbu di tengah-tengah kedua kumparan adalah 0,018Tesla . C. INDUKSI MAGNETIK PADA SELENOIDA 1) Perhatikan gambar berikut!

Dua kumparan identik seperti pada gambar. Jika jumlah lilitannya 1000, panjangnya 1 m, dialiri arus masing-masing i1  40 A dan i 2  20 A . Tentukan kuat medan magnet di titik P! jika kedua kumparan tersebut ujungnya dianggap berhimpit. Penyelesaian :

a) Dengan menggunakan aturan tangan kanan dan sesuai dengan arah arus pada kumparan selenoida, diperoleh arah induksi magnetik oleh kawat 1 adalah ke kanan dan induksi magnetik oleh kawat 2 juga ke kanan. Untuk menentukan besar induksi magnet di titik ujung selenoida menggunakan rumus  Ni B o 2l b) Besar Induksi magnetik di titik P oleh kawat 1 adalah  Ni B1  O 1 2l 4 .10  7 .1000.40 B1  21 B1  8 .10 3 Tesla

c) Besar Induksi magnetik di titik P oleh kawat 2 adalah  Ni B2  o 2 2l 4 .10  7 .1000.20 B2  21 B2  4 .10 3 Tesla

d) Karena arah induksi magnetik B1 dan B2 searah yaitu ke kanan, maka induksi magnetik di titik P adalah B P  B1  B2

B P  8 .10 3  4 .10 3 B P  12 .10 3 Tesla

Jadi induksi magnetik di titik P adalah 12 .103 Tesla , dengan arah ke kanan. 2) Dua buah kumparan, kumparan satu dan kumparan dua. Jumlah lilitan kumparan dua 5 kali jumlah lilitan kumparan satu. Panjang kumparan dua 15 kali kumparan satu. Dan arus yang mengalir pada kedua kumparan adalah sama. Berapa perbandingan induksi magnetik a) di ujung kumparan satu dengan ujung kumparan dua b) di tengah kumparan satu dengan tengah kumparan dua Penyelesaian : N 2  5 N 1 ...........(1)

Diketahui : l 2  15l1 ..............(2) i1  i 2  i

a) besar induksi magnetik pada ujung selenoida adalah  Ni B o sehingga 2l  O N 1i B1 2l1  B2  O N 2 i 2l 2

B1 N 1l 2  B 2 N 2 l1 Substitusi persamaan (1) dan (2) ke perbandingan di atas, sehingga diperoleh B1 N 1 .15l1  B2 5 N 1 .l1 B1 15  B2 5 B1 3  B2 1

Jadi perbandingan B1 : B2  3 : 1

induksi

magnetik

di

ujung

b) besar induksi magnetik pada tengah selenoida adalah  Ni B o sehingga l  O N 1i B1tengah l1  B 2tengah  O N 2 i l2

B1tengah B 2tengah



N 1l 2 N 2 l1

kumparan

Substitusi persamaan (1) dan (2) ke perbandingan di atas, sehingga diperoleh B1tengah N1 15l1   B2tengah 5 N1 l1

B1tengah B2tengah B1tengah B2tengah



15 5



3 1

Jadi perbandingan induksi magnetik di tengah kumparan B1tengah : B2tengah  3 : 1

D. INDUKSI MAGNETIK PADA TOROIDA 1) Dua buah toroida memiliki jumlah lilitan yang sama. Toroida (1) memiliki jari-jari efektif 0,3 m dialiri arus listrik 0,9 A. Dan toroida (2) mempunyai jari-jari efektif 0,1 m, dialiri arus listrik sebesar 5 A. Bila induksi magnetik pada sumbu toroida (1) oleh teslameter sama dengan 6.10 5 Tesla , maka tentukan besarnya induksi magnetik pada toroida (2)!! Penyelesaian : a) Besarnya induksi magnetik pada sumbu toroida, dapat dihitung dengan rumus  Ni B o 2R Dengan 𝑅 adalah jari-jari efektif toroida b) Yang diketahui dalam soal adalah nilai dari

B1  6.10 5 Tesla R1  0,3m i1  0,9 A R 2  0,1m i2  5 A N1  N 2  N Sedangkan nilai dari 𝑁 belum diketahui. Untuk menentukan besar induksi magnetik pada toroida 2 nilai 𝑁 harus diketahui. Nilai 𝑁 dapat dicari dari persamaan berikut  Ni B1  o 1 2R1 6.10 5 

4 .10 7 .N .0,9 2 .0,3

6.10 5  2.10 7 .N .3 10 5  10 7 .N 10 5 N  7  100 lilitan 10

Karena besar jumlah lilitan pada toroida 1 dan 2 sama, maka N 2  N1  100 lilitan. c) Sehingga besar induksi magnetik pada toroida 2 (pada sumbunya) adalah  N i B2  o 2 2 2R 2

4 .10  7 .100.5 B2  2 .0,1 10  7 .1000 B2  0,1 B 2  10 3 Tesla Jadi besar induksi magnetik toroida 2 adalah 103 Tesla . 2) Dua buah toroida memiliki perbandingan jumlah lilitan 3:4 dan perbandingan jari-jari efektifnya 3:5. Jika kedua toroida dialiri arus yang sama besar, maka hitung perbandingan induksi magnetik dalam toroida tersebut!! Penyelesaian ;  Ni B o 2R N1 : N 2  3 : 4 Diketahui : R1 : R2  3 : 5

 o N 1i B1 2R1  B2  o N 2 i 2R 2 B1 N 1.R 2  B 2 N 2 .R1 B1 3 5  . B2 4 3 B1 5  B2 4 Jadi perbandingan induksi magnetik dalam toroida tersebut adalah 5: 4

SOAL DAN PENYELESAIAN GAYA LORENTZ, HUKUM FARADAY-LENZ DAN ARUS BOLAK-BALIK GAYA LORENTZ 1) Sebuah model kawat ABCD yang berarus i3  8 A diletakkan pada jarak tertentu terhadap suatu kawat lurus panjang berarus seperti tampak pada gambar. Berapa besar gaya yang bekerja pada kawat ABCD? 1

2

10 cm A

B

i3  8 A 20 cm

i2  2 A

i1  4 A

D 10 cm 10 cm

Pembahasan : Dari gambar di atas, diketahui sebagai berikut. i1  4 A i2  2 A i3  8 A

Jarak kawat ABCD terhadap kawat berarus 1 adalah  1  a AB (1)  20cm  20 m   0,2m  100  aDC (1)  a AB (1)  0,2m  1  a AD (1)  20cm  20 m   0,2m  100  aBC (1)  10  10  10 cm  30cm  0,3m

Jarak kawat ABCD terhadap kawat berarus 2 adalah

C

a AB ( 2)  10cm  0,1m a DC ( 2)  a AB ( 2)  0,1m a AD ( 2)  10cm  0,1m

a BC ( 2)  10  10cm  20cm  0,2m Medan magnet pada kawat ABCD oleh kawat 1 adalah masuk bidang dengan besar masing-masing adalah a) Medan magnet pada kawat AB yang disebabkan oleh kawat berarus listrik 1

B AB (1) 

 o i1 2a AB (1)

B AB (1) 

4 .10  7 4  2 0,2 

B AB (1) 

2.10  7 4  0,2

B AB (1)  4 10  6 T b) Medan magnet pada kawat BC yang disebabkan oleh kawat berarus listrik 1

B BC (1) 

 o i1 2a BC (1)

B BC (1) 

4 .10  7 4  2 0,3

B BC (1) 

2.10  7 4  0,3

B BC (1)  2,67  10  6 T c) Medan magnet pada kawat CD yang disebabkan oleh kawat berarus listrik 1 BCD(1) 

 o i1 2a CD(1)

Karena jarak antara kawat CD ke kawat 1 sama dengan kawat AB ke kawat 1 maka besar BCD(1)  B AB (1)  4 10 6 T d) Medan magnet pada kawat DA yang disebabkan oleh kawat berarus listrik 1

B DA(1) 

 o i1 2a DA(1)

B DA(1) 

4 .10  7 4  2 0,2 

B DA(1) 

2.10  7 4  0,2

B DA(1)  4  10  6 T

Medan magnet pada kawat ABCD oleh kawat 2 adalah masuk bidang dengan besar masing-masing adalah a) Medan magnet pada kawat AB yang disebabkan oleh kawat berarus listrik 2

B AB ( 2 ) 

 O i2 2a AB ( 2 )

B AB ( 2 ) 

4 .10  7 2  2 0,1

B AB ( 2 )  4  10 6 T

b) Medan magnet pada kawat BC yang disebabkan oleh kawat berarus listrik 2

B BC ( 2 ) 

 O i2 2a BC ( 2 )

B BC ( 2 ) 

4 .10  7 2 2 0,2

B BC ( 2 )  2 10  6 T c) Medan magnet pada kawat CD yang disebabkan oleh kawat berarus listrik 2

BCD( 2) 

 O i2 2a CD( 2)

Karena jarak antara kawat CD ke kawat 2 sama dengan jarak kawat AB ke kawat 2, maka BCD( 2)  B AB ( 2)  4 10 6 T d) Medan magnet pada kawat DA yang disebabkan oleh kawat berarus listrik 2

B DA( 2 ) 

 O i2 2a DA( 2 )

B DA( 2 ) 

4 .10  7 2 2 0,1

B DA( 2 )  4  10  6 T Kawat ABCD akan mengalami gaya Lorentz sebagai berikut: 1

2 A

B

FDA( 2)

FBC ( 2)

i3  8 A

FBC (1)

FDA(1)

i1  4 A

i2  2 A C

D 10 cm

10 cm

Gaya pada kawat AB dan CD akan saling meniadakan, karena jarak kawat AB dan DC ke kawat 1 dan 2 sama, dan panjang kawat AB sama dengan kawat CD. Oleh karena itu, dalam perhitungan hanya ada gaya pada kawat BC dan DA. (pada kawat ABCD mengalir arus i 3 , karena itu i AB  i BC  iCD  i DA  i3  8 A). a) Pada kawat BC 

Gaya Lorentz pada kawat BC akibat kawat berarus 1 FBC (1)  B BC (1) i BC l BC





FBC (1)  2,67 10  6 80,2 FBC (1)  4,27 10  6 N



Gaya Lorentz pada kawat BC akibat kawat berarus 2 FBC ( 2)  B BC ( 2) i BC l BC





FBC ( 2)  2  10 6 80,2 FBC ( 2)  3,20  10 6 N

b) Pada kawat DA



Gaya Lorentz pada kawat DA akibat kawat berarus 1 FDA(1)  B DA(1) i DA l DA





FDA(1)  4 10  6 80,2 FDA(1)  6,40 10  6 N



Gaya Lorentz pada kawat DA akibat kawat berarus 2 FDA( 2 )  B DA( 2) i DA l DA





FDA( 2 )  4 10  6 80,2 FDA( 2 )  6,40 10  6 N

Sehingga gaya total pada kawat ABCD adalah

FABCD  FBC (1)  FBC ( 2)  FDA(1)  FDA( 2) FABCD  4,27 10 6  3,20 10 6  6,4 10 6  6,4 10 6 FABCD  5,33 10 6 N Tanda negatif menunjukkan bahwa FABCD searah dengan gaya pada kawat DA yaitu ke kiri.

2) Sebatang tembaga yang massa dan panjangnya masing-masing adalah 100 gram dan 0,85 m dihubungkan dengan pegas dan kawat, terletak di atas permukaan meja yang licin seperti pada gambar. Induksi magnetik B = 0,16 T dan konstanta pegas k = 75 N/m.

(a) Ke mana arah arus listrik pada batang PQ agar pegas meregang? (b) Jika kuat arus pada PQ adalah 12 A, berapakah peregangan pegas? Pembahasan : Diketahui :

m  100 gram  0,1kg B  0,16T l PQ  0,85m k  75 N

m

i  12 A (a) Pada kawat PQ bekerja gaya pegas, gaya Lorentz dan gaya berat (karena kawat PQ bermassa). Seperti pada gambar

F  kx

F  kx

FL mg

Gaya berat arahnya selalu ke bawah, menuju pusat bumi. Agar pegas meregang, maka gaya ke sumbu y negatif harus lebih besar dari gaya pada sumbu y positif. Sehingga, gaya berat dan gaya Lorentz > gaya pegas. Gaya Lorentz arahnya ke bawah dan medan magnet adalah keluar bidang, maka arah arus pada kawat PQ mengalir dari titik P ke Q. (b) Gaya-gaya yang bekerja pada kawat PQ adalah

FLORENTZ  mg  FPEGAS Bil  mg  FPEGAS Sesuai dengan hukum Hooke FPEGAS  kx , di mana k adalah konstanta pegas dan x adalah peregangan pegas. Pada soal pegas tersebu tersusun parallel, sehingga konstanta pegas total adalah

k total  k1  k 2 k total  2k Sehingga

Bil  mg  FPEGAS Bil PQ  mg  k total x Bil PQ  mg  2kx

0,16120,85  0,110  275x 1,632  1  150 x 2,632  150 x 2,632 x 150

x  0,0175 m x  0,0175 100cm  1,75 cm Jadi besar peregangan pegas adalah 1,75 cm. HUKUM FARADAY DAN HUKUM LENZ 1) Sebuah kumparan dengan jumlah lilitan 100 lilitan. Dan luasnya 100 cm2. Berada

pada

medan

magnet

yang

berubah

dengan

persamaan

B  0,02 sin 100t . Tentukan (a) Besarnya ggl induksi maksimum (b) Tentukan besarnya ggl induksi pada saat t  1 sekon. 4 Pembahasan : (a) Persamaan ggl induksi adalah

d dt d BA   N dt dB   NA dt d (0,02 sin 100t )   NA dt   NA0,02 cos 100t 100  1000,010,02 cos 100t 100

  N   

    2 cos 100t

Besar ggl induksi maksimum adalah saat cos t  1 yaitu saat cos 100t  1 . Jadi besar ggl induksi maksimum adalah

 maksimum  2 1  2 volt. (b) Besar ggl pada saat t  1 sekon adalah 4

  2 cos 100t 1 4

  2 cos 100    2 cos 25 o   2  0,906

  1,81 volt 2) Kumparan kawat PQRS dengan banyak lilitan kawat adalah 100 lilitan, terletak dalam medan magnet B  0,5T  , seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini.

B

Q

P x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

v x

x

x

x

x

R A

x

S a

Jika kawat AB digerakkan ke kanan dengan kecepatan v  4 m/s dan hambatan AB sebesar 10  , maka hitunglah besar arus dan arah arus induksi pada kawat tersebut. Pembahasan :

d dt d ( BA)  N dt dA   NB dt dx   NBl dt   NBlv

  N    

Jadi besar ggl induksi adalah

  NBlv   5000,514   1000volt Untuk menentukan kuat arus

I



R 1000 I 10 I  100 A

Dengan menggunakan kaidah tangan kanan, maka arah arus dapat ditentukan. Secara

konsep, arah gaya Lorentz pada kawat AB berlawanan dengan arah

gerakan kawat. Gaya Lorentz arahnya ke kiri, medan magnet masuk bidang sehingga arah arus mengalir dari A ke B. jadi arus induksi mengalir dari A ke B sebesar 100 A. ARUS BOLAK-BALIK 1) Diberikan sebuah gambar rangkaian listrik arus bolak-balik yang terdiri dari sebuah resistor (R), sebuah induktor (L), sebuah kapasitor (C) dan sebuah sumber listrik arus bolak-balik.

Maka tentukan nilai daya serap rangkaian tersebut! Pembahasan :

P  Vef .ief cos  Diketahui dalam soal:

R  8 L  32mH  32  10 3 H C  800F  8  10  4 F

Persamaan

umum

tegangan

V  120 sin125t volt Jadi Vmax  120 volt dan   125 

Reaktansi induktif X L  L X L  125  32 10 3 X L  4



Reaktansi kapasitif

XC 

1 C

1 125  8 10  4 X C  10 XC 



Impedansi Z  R 2  X L  X C 

2

82  4  102

Z

Z  64  36 Z  100  10





Menentukan nilai tegangan efektif

Vef 

Vmax

Vef 

120  60 2 volt 2

2

Menentukan nilai arus efektif

i ef 

i max 2 V max Z 120   12 A 10

i max  Dan

i max

Sehingga i ef 

12 2

 6 2A

adalah

V  Vmax sin t ,

diketahui

P  Vef i ef cos  P  Vef i ef

R Z

 108

P  60 2 6 2 P  576watt

2) Karena pengaruh arus bolak-balik maka pada rangkaian seri diperoleh data yang diperlihatkan pada gambar di bawah ini !

R = 400 

A

 B XC = 300

Berdasarkan data tersebut, maka tentukan besarnya tegangan antara A dan B

V AB  . Pembahasan : Diketahui :

R  400 V R  80V V  100V X C  300 

Menentukan kuat arus

VR R 80 i 400 i

i  0,2 A 

Menentukan tegangan pada kapasitor VC  X C i

VC  3000,2 VC  60V



Sehingga tegangan antara A dan B dapat dihitung Sebelumnya kita ketahui,

Vtot  V R2  V L  VC  Vtot2  V R2  V L  VC 

2

2

1002  802  V L  602 1002  802  V L  602 V L  60  1002  80 2  V L  60  10000  6400 V L  60  3600 V L  60  60 V L  120 Volt. Sehingga tegangan antara A dan B adalah 120 Volt.