Finoo.id – Pengertian Rangkaian RLC: Fungsi, Karakteristik dan Jenisnya. Pernahkah kalian mendengar istilah Rangkaian RLC sebelumnya? Bagi mereka yang berpengalaman di bidang elektronika, mungkin istilah ini sudah tidak asing lagi.
Namun, bagi orang awam, mungkin masih banyak yang belum familiar dengan konsep Rangkaian RLC dan apa fungsinya sebenarnya.
Dalam artikel ini, kami akan memberikan penjelasan lengkap tentang Rangkaian RLC. Kami akan mengulas pengertian, fungsi, jenis-jenisnya, karakteristik, dan bahkan memberikan contoh soal untuk lebih memahaminya.
Jangan lewatkan informasi lengkapnya di bawah ini!
Pengertian Rangkaian RCL
Rangkaian RLC merupakan jenis rangkaian yang terdiri dari komponen-komponen utama, yaitu kapasitor, induktor, dan resistor. Ketiga komponen ini dapat dihubungkan baik secara seri maupun paralel dalam sebuah rangkaian RLC.
Dalam rangkaian ini, kapasitor, induktor, dan resistor digabungkan menjadi satu kesatuan dalam suatu instalasi. Gabungan dari ketiga rangkaian tersebut disebut sebagai impedansi (Z) dan diukur dalam satuan Ohm.
Penerapan rangkaian RLC pada perangkat elektronik dapat menjadi lebih kompleks. Rangkaian ini memiliki kemampuan untuk berperan sebagai isolator harmonik serta dapat menghasilkan resonansi dalam rangkaian RLC.
Fungsi Rangkaian RLC
Rangkaian RLC sering digunakan dalam berbagai kebutuhan sehari-hari, meskipun mungkin kita tidak menyadarinya. Berikut adalah beberapa fungsi dari rangkaian RLC beserta contoh pengaplikasiannya:
- Rangkaian RLC digunakan dalam rangkaian osilator, seperti yang digunakan dalam televisi, penerima gelombang radio, dan fungsi lainnya.
- Rangkaian RLC sering digunakan dalam sistem komunikasi dan pemrosesan sinyal, terutama dalam jenis rangkaian RLC seri.
- Rangkaian RLC dapat digunakan untuk pembesaran tegangan, terutama dalam jenis rangkaian RLC seri.
- Rangkaian RLC seri dan paralel sering digunakan dalam proses pemanasan induksi dan aplikasi lainnya.
Karakteristik Rangkaian RLC
Penggunaan RLC memang banyak diaplikasikan dalam berbagai perangkat elektronik, bahkan pada perangkat yang umum kita temui sehari-hari.
Contohnya adalah penggunaan RLC dalam TV, radio, dan lain sebagainya. Rangkaian di dalam perangkat-perangkat tersebut umumnya terdiri dari komponen-komponen seperti kapasitor, induktor, dan resistor.
Lalu, apa yang sebenarnya membedakan perangkat yang menggunakan RLC dari jenis rangkaian lainnya? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, penting bagi kita untuk memahami karakteristik dari rangkaian RLC.
Seperti yang kita ketahui, rangkaian RLC terdiri dari gabungan resistor, kapasitor, dan induktor.
Oleh karena itu, karakteristik dari rangkaian ini juga mengikuti sifat-sifat dari komponen-komponen penyusunnya. Mari kita bahas karakteristik masing-masing komponen penyusun RLC berikut ini.
Karakteristik Resistor
Resistor memiliki beberapa karakteristik utama, antara lain resistansi listrik, daya induktansi, dissipation factor (desah listrik), dan koefisien suhu. Selain itu, resistansi resistor juga dapat mengakibatkan pemborosan daya listrik.
Karakteristik Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronik yang terdiri dari dua pelat logam yang dipisahkan oleh bahan dielektrik. Karakteristik utama kapasitor adalah kemampuannya untuk menyimpan muatan dalam medan listrik tertentu.
Dalam kapasitor, medan listrik ini terbentuk melalui proses akumulasi muatan yang berasal dari ketidakseimbangan internal dalam rangkaian tersebut.
Karakteristik Induktor
Induktor adalah komponen listrik yang berbentuk kumparan atau lilitan. Karakteristik utama induktor adalah kemampuannya untuk menyimpan medan magnet dan melawan fluktuasi arus yang mengalir melaluinya.
Jenis – jenis Rangkaian RLC
Rangkaian RLC dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu rangkaian RLC seri dan rangkaian RLC paralel. Berikut adalah perbedaan antara keduanya:
1. Rangkaian RLC Seri
Pada rangkaian RLC seri, komponen penyusun seperti kapasitor, resistor, dan induktor dihubungkan secara seri. Jenis arus yang digunakan dalam rangkaian seri ini adalah arus bolak-balik (AC).
Untuk menganalisis rangkaian RLC seri, kita dapat melihat alur arus mulai dari saat memasuki resistor, lalu induktor, dan terakhir kapasitor. Berikut ini adalah penjelasan mengenai proses tersebut.
Ketika arus AC masuk ke resistor, tegangan yang terjadi pada resistor memiliki nilai yang sama dengan arus yang mengalirinya. Dengan demikian, jika arus masuk memiliki amplitudo yang besar, maka arus keluar juga memiliki amplitudo yang sama (sefase). Hal ini dapat dijelaskan dengan persamaan berikut:
VR = IR
Ketika arus AC masuk ke induktor, nilai arusnya akan terus berubah atau fluktuatif. Untuk menggambarkan tegangan induksi VL, dapat menggunakan persamaan berikut:
VL = L dl/dt
Pada kapasitor, tegangan AC cenderung meningkat secara perlahan. Ketika arus masuk ke rangkaian, tegangan Vc terbentuk. Persamaan yang menggambarkan hal ini adalah sebagai berikut:
Vc = 1/C integral (Icdt)
Pada rangkaian RLC seri, tegangan total pada resistor umumnya memiliki kesamaan fasa dengan tegangan pada induktor, namun dengan perbedaan fase sebesar 90 derajat. Begitu pula dengan tegangan pada kapasitor, yang memiliki perbedaan fase sebesar 90 derajat dengan tegangan pada induktor.
Untuk memahami impedansi dalam rangkaian RLC lebih lanjut, perhatikan diagram fasor rangkaian RLC di bawah ini:
Persamaan yang digunakan untuk menggambarkan tingkat kesamaan tegangan dalam rangkaian seri adalah sebagai berikut:
2. Rangkaian RLC Paralel
Pada rangkaian RLC paralel, terdapat tiga komponen utama yang menjadi penyusunnya. Komponen-komponen tersebut adalah induktor, kapasitor, dan resistor yang dihubungkan secara paralel.
Dalam rangkaian ini, tegangan suplai akan terbagi menjadi tiga bagian, masing-masing diterapkan pada kapasitor, induktor, dan resistor.
Tegangan yang ada pada setiap komponen, baik kapasitor, induktor, maupun resistor, memiliki nilai yang berbeda. Untuk menghitung impedansi pada rangkaian RLC paralel, kalian dapat menggunakan rumus berikut:
Berikut ini adalah diagram fasor yang sering digunakan untuk menggambarkan rangkaian RLC paralel:
Contoh Soal Rangkaian RLC Seri dan Paralel
Rangkaian RLC resistif memiliki frekuensi resonansi yang berbeda. Frekuensi resonansi pada rangkaian RLC dipengaruhi oleh nilai hambatan yang dihasilkan oleh induktor dan kapasitor.
Untuk lebih memahami tentang rangkaian RLC, berikut ini beberapa contoh soal rangkaian RLC seri dan paralel yang bisa kalian simak.
Contoh Soal 1
Jika sebuah instalasi RLC memiliki komponen induktor dengan nilai 10-3 H dan frekuensi resonansi sebesar 1000 Hz, dan asumsi nilai π2=10, maka kita dapat mencari nilai kapasitornya.
Diketahui:
L = 10-3 H
f = 1000 Hz
Maka, untuk mencari nilai C, kita dapat menggunakan rumus:
f = 1 / (2π √(LC))
f2 = 1 / (4π2LC)
C = 1 / (4π2Lf2)
Substitusikan nilai L dan f ke dalam rumus:
C = 1 / (4π2 * 10-3 * (1000)2)
C = 0,25 * 10-4 F
Maka, nilai kapasitor yang diperoleh adalah 20 µF.
Contoh Soal 2
Dalam rangkaian RLC, diberikan nilai reaktansi induktif, reaktansi kapasitif, dan resistansi sebesar 50 ohm, 150 ohm, dan 130 ohm. Tegangan sumber yang diberikan adalah 130 volt. Berapa daya yang diserap oleh rangkaian tersebut?
Untuk mencari daya yang diserap, kita dapat menggunakan rumus-rumus berikut:
Menghitung impedansi total (Z):
Z = √(R² + (XL – XC)²)
Z = √(50² + (150 – 130)²)
Z = √(2500 + 400)
Z = √2900
Z ≈ 53,85 ohm
Menghitung arus (I):
I = V/Z
I = 130/53,85
I ≈ 2,41 ampere
Menghitung daya (P):
P = I²R
P = (2,41)² * 50
P ≈ 291,4 watt
Jadi, daya yang diserap oleh rangkaian tersebut adalah sekitar 291,4 watt.
Contoh Soal 3
Jika sebuah rangkaian RLC memiliki R = 80 ohm, L = 1 H, dan C = 1 µF, dan tegangan tersebut diubah dari tegangan sumber AC, kita dapat mencari nilai frekuensi resonansinya.
Diketahui:
R = 80 ohm
L = 1 H
C = 1 µF
Untuk mencari nilai frekuensi resonansi (fr), kita dapat menggunakan rumus:
fr = 1 / {2π√(LC)}
Substitusikan nilai L dan C ke dalam rumus:
fr = 1 / {2π√(1 × 10-6)}
fr = 1 / {2π√(10-6)}
fr = 1 / {2π × 10-3}
fr = 10-3 / (2π)
Jadi, nilai frekuensi resonansi (fr) adalah sebesar 10-3 / (2π).
Baca Juga :
- Pengertian Adaptor: Fungsi, Jenis dan Cara Kerjanya
- Pengertian Motor Servo: Fungsi Dan Cara Kerjanya Lengkap
- Pengertian Potensiometer: Fungsi, Jenis dan Cara Kerjanya
- Pengertian Kabel NYM: Fungsi dan Jenisnya Secara Lengkap
Penutup
Sebagai penutup, artikel finoo.id ini telah membahas secara detail mengenai pengertian rangkaian RLC. Rangkaian RLC, yang merupakan singkatan dari Resistor (R), Inductor (L), dan Capacitor (C), merupakan elemen fundamental dalam ilmu elektronika dan telekomunikasi. Keberadaannya memegang peranan penting dalam berbagai perangkat dan sistem elektronik yang kita gunakan setiap hari.
Melalui artikel ini, kita telah memahami bagaimana setiap komponen dalam rangkaian RLC berinteraksi satu sama lain dan bagaimana mereka berkontribusi pada karakteristik umum dari rangkaian. Setiap komponen memiliki peran unik dan penting, dan pemahaman yang baik tentang fungsi dan interaksi mereka adalah kunci untuk merancang dan memecahkan masalah dalam sistem elektronik.
Kesimpulannya, rangkaian RLC adalah konsep yang penting dan sering digunakan dalam ilmu elektronika. Meskipun dapat tampak kompleks pada awalnya, pemahaman yang baik tentang konsep ini dapat membantu kita tidak hanya dalam merancang sistem elektronik, tetapi juga dalam memahami bagaimana banyak perangkat sehari-hari kita bekerja. Seiring perkembangan teknologi, pemahaman rangkaian RLC akan terus menjadi keahlian yang berharga. Teruslah belajar dan eksplorasi, karena dunia elektronika adalah dunia yang tak ada habisnya.
