SOAL RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK

01.  Generator AC menggunakan kumparan dengan 100 lilitan dan luas permukaan 10 cm². Kumparan diputar dalam medan magnet dengan  induksi magnetic 10^-3 tesla. Kecepatan angulernya 100 p rad/s.

            Tentukan : 

      a.   tegangan maksimumnya.  (10^-2 p volt)

b.   persamaan tegangan     (10^-2 p sin 100 p.t

a.       Tegangan efektifnya. (  ½ 10^-2 p volt )

b.      Frekwensinya. (50 Hz)

02.  Suatu kumparan terdiri dari 10 lilitan diputar dalam medan magnet dengan frekwensi 50 Hz, sehingga menghasilkan fluks maksmum sebesar 4.10⁵ maxwell. (1 weber = 10⁸ maxwell)

Tentukan :

a.       persamaan tegangan induksi sebagi fungsi dari waktu.(4 p sin 100 p.t)

b.      Besar tegangan tersebut pada saat kumparan membuat sudut 0^o, 30^o, 60^o dengan garis gaya medan magnet. (12,56 volt 10,8 volt, 6,28 volt)

03.  Kumparan dengan induktansi 0,14 Henry dan hambatan 12 ohm dihubungkan seri pada tegangan 110 volt dengan frekwensi 25 Hz. Tentukanlah :

a.       Impedansinya. (25,1 ohm)

b.      Arus pada kumparan. (4,38 amper)

c.       Sudut fasenya. (61,33^o)

04.  Sebuah kapasitor dihubungkan seri dengan resistor dari 30 ohm dan dipasang pada tegangan AC dari 220 volt. Jika reaktansi kapasitor 40 ohm, maka tentukan :

a.       arus pada rangkaian. (4,4 A)

b.      Sudut fase antara arus dan tegangan dalam rangkaian. (53^o)

05.  Sebuah kumparan mempunyai induktansi diri 5 Henry, dipasang pada arus bolak-balik yang berfrekwensi 50 Hz. Tentukan reaktansi induktifnya.  (1570 ohm)

06.  Sebuah kapasitor dipasang pada arus bolak-balik dari generator yang rotornya melakukan putaran dengan kecepatan anguler 80 rad/s. Tentukan kapasitas kapasitor tersebut, jika reaktansi kapasitifnya 25 ohm. (5.10^-4 farad)

07.  Suatu rangkaian R-L dihubungkan pada tegangan AC dari 350 volt. Bila diketahui besar hambatan murni = 30 ohm dan reaktansi induktif = 40 ohm, dan arus mempunyai frekwensi 200/p  Hz, maka tentukan :

a.       Impedansinya. (50 ohm)

b.      Arus pada inductor. (7 A)

c.       Beda potensial antara ujung-ujung resistor. (210 volt)

d.      Beda potensial antara ujung-ujung inductor. (280 vlt)

e.       Banyak tenaga yang dipakai oleh rangkaian. (1470 watt)

f.       Induktansi daripada inductor. (0,1 henry)

08.  Kumparan dengan induktansi diri 0,5 henry dipasang pada sumber tegangan bolak-balik yang berfrekwensi 50 Hz dan mempunyai tegangan maksimum 157 volt. Tentukan:

a.       reaktansi induktifnya. (157 ohm)

b.      Arus maksimum yang melalui kumparan tersebut,. (1 A)

c.       Tuliskan persamaan arusnya.  (I = sin (100 p.t – ½ p) Amper

09.  Sebuah kapasitor dengan 40 mF dipasang pada sumber tegangan bolak-balik dengan kecepatan anguler 250 rad/s dan bertegangan maksmum 80 volt. Tentukan :

 

 a.       Reaktansi kapasitifnya. (100 ohm)

b.      Arus maksimum yang melalui kapasitor. (0,8 A)

c.       Persamaan arusnya. (I = 0,8 sin(250t + ½ p) amper

10.  Dari suatu rangkaian R-L-C dihubungkan dengan sumber tegangan arus bolak-balik dari 120 volt dan berfrekwensi 50 Hz. Jika kuat arus yang ditimbulkan adalah 2,4 amper dan besarnya hambatan murni 30 ohm, maka tentukanlah :

a.       impedansinya. (50 ohm)

b.      Induktansi diri dari induktor, jika reaktansi kapasitifnya 20 ohm. (0,19 H)

11.  Sebuah kumparan jika dihubungkan pada sumber tegangan arus searah dari 120 volt menghasilkan kuat arus 4 ampere. Tetapi jika dihubungkan dengan sumber tegangan arus bolak-balik dari 120 volt, maka kuat arusnya yang timbul 2,4 amper. Tentukanlah :

a.       reaktansi induktifnya. (40 ohm)

b.      Suduit fase (53^o)

c.       Daya listriknya. (172,8 watt)

12.  Ditentukan resistor dari 250 ohm, inductor dengan induktansi 0,5 henry dan kapasitor yang kapasitansinya 5 mF dirangai seri. Jika kecepatan angulernya 200 rad/s, maka tentukan :

a.       sifat rangkaian. (kapasitif)

b.      Impedansi rangkaian (934,08 ohm)

c.       Beda sudut fase antara V dan I (tegangan tertinggal 74^o 28’)

d.      Induktansi harus diganti berapa agar terjadi resonansi. ( 5 henry)

13.  Suatu rangkaian R-L memberikan kuat arus 4 amper jika dipasang pada sumber teangan arus searah dari 160 volt, apabila rangkaian tersebut dipasang pada sumber tegangan arus bolak-balik dari 200 volt, maka kuat arus yang ditimbulkan akan tetap sama besar. Tentukan impedansi rangkaian. (50 ohm)

14.  Sebuah rangkaian L-C beresonansi pada 60 Hz. Jika kapasitas kapasitornya 10 mF dan resistornya 100 ohm, maka tentukan harga induktansinya. (0,704 henry)

15.  Suatu kumparan mempunyai hambatan 20 ohm dengan induktansi 0,005 H dipasang pada sumber tegangan arus bolak-balik yang berkecepatan anguler 3000 rad/s dengan tegangan jepit 150 volt, maka tentukan :

a.       kuat arus dalam rangkaian. (6 A)

b.      Factor daya. (0,8)

c.       Daya semu (900 watt) 

d.   Daya sebenarnya. (720 watt)