Arus bolak-balik – pengertian, rumus, contoh, sifat, fungsi

Arus bolak-balik (AC) adalah jenis arus listrik di mana arah aliran arus secara periodik berubah secara teratur. Dalam arus bolak-balik, arus mengalir maju dan mundur secara berulang dalam suatu siklus. Arus ini umumnya digunakan dalam sistem tenaga listrik yang kita gunakan sehari-hari, seperti sumber daya listrik rumah tangga dan sistem kelistrikan di gedung dan industri.

Beberapa karakteristik arus bolak-balik adalah sebagai berikut:

1. Pergantian Arah: Arus bolak-balik memiliki pergantian arah secara teratur. Dalam satu siklus, arus bergerak dari arah positif ke arah negatif dan kemudian kembali ke arah positif. Pergantian arah ini terjadi dengan frekuensi tertentu, yang diukur dalam hertz (Hz). Di banyak negara, frekuensi standar untuk arus bolak-balik adalah 50 hertz atau 60 hertz.

2. Tegangan yang Berubah: Tegangan dalam arus bolak-balik juga mengalami perubahan yang sejalan dengan perubahan arah arus. Tegangan ini dikenal sebagai tegangan bolak-balik atau tegangan listrik AC. Tegangan AC biasanya dinyatakan sebagai nilai efektif (root mean square, RMS) yang menyatakan tingkat tegangan efektif yang setara dengan tegangan DC (arus searah) yang akan menghasilkan daya yang sama pada beban resistif.

3. Distribusi Energi: Arus bolak-balik memungkinkan distribusi energi listrik secara efisien melalui jaringan transmisi dan distribusi listrik. Dengan menggunakan transformator, tegangan dapat diubah ke tingkat yang lebih tinggi pada jaringan transmisi untuk mengurangi kerugian daya dalam perjalanan, kemudian dikurangi kembali ke tegangan yang lebih rendah untuk digunakan pada peralatan dan beban listrik.

Arus bolak-balik memiliki keuntungan dalam mentransmisikan dan mendistribusikan energi listrik jarak jauh karena efisiensi konversi tegangan dan daya. Selain itu, arus bolak-balik memungkinkan penggunaan peralatan seperti motor listrik dan transformator yang bergantung pada perubahan medan magnet untuk operasinya.

Penting untuk diingat bahwa arus bolak-balik berbeda dengan arus searah (DC), di mana arah arusnya konstan dan tidak berubah seiring waktu.

Pengertian

Arus bolak-balik adalah jenis arus listrik yang karakteristik utamanya adalah besarnya dan arah, yang memiliki variasi dalam jenis siklusnya melalui kurva yang naik dan turun melalui gelombang.

Sifat Arus bolak-balik

Sifat utama yang dapat kita amati dalam arus bolak-balik adalah sebagai berikut:

  • Cara osilasi arus bolak-balik adalah sinusoidal.
  • Ia memiliki kemampuan untuk mentransmisikan energi secara efisien.
  • Besarnya dan arahnya menunjukkan variasi siklus.
  • Simbolnya diwakili oleh huruf AC.
  • Itu terjadi ketika aliran arus listrik bervariasi dalam arah dari waktu ke waktu.

Asal Arus bolak-balik

Asalnya sejak tahun 1882 ketika fisikawan, ahli matematika, penemu dan insinyur bernama Nikola Tesla merancang dan membangun motor induksi arus bolak-balik pertama. Kemudian, fisikawan William Stanley, sekali lagi menggunakan prinsip induksi untuk mentransfer arus bolak-balik antara dua sirkuit yang diisolasi secara listrik.

Sejarah

Ketika ide sentral arus bolak-balik dibuat, itu melibatkan melilitkan sepasang kumparan ke dalam basis besi yang dikenal sebagai kumparan induksi. Ini adalah cara prekursor transformator saat ini diperoleh. Sistem yang digunakan hari ini dibuat oleh Nikola Tesla; dan distribusi arus bolak-balik bertanggung jawab atas George Westinghouse. Lucien Gaulard, John Gibbs dan Oliver Shallen juga berkontribusi pada pengembangan dan peningkatan sistem ini. Transmisi arus bolak-balik pertama jarak jauh pertama terjadi pada tahun 1891 di Colorado dan kemudian di Jerman.

Siapa yang menemukan

Alternator pertama untuk menghasilkan arus bolak-balik dibuat dengan menggunakan generator dinamo-listrik berdasarkan prinsip-prinsip Michael Faraday, dan yang dibangun oleh pembuat instrumen Perancis Hippolyte Pixii pada tahun 1832.

Untuk apa ini?

Arus bolak-balik adalah cara banyak peralatan bekerja dengan baik saat terhubung ke stopkontak. Arus bolak-balik juga berfungsi untuk menyediakan listrik ke rumah-rumah, juga digunakan di telepon, radio, televisi. Mungkin salah satu kegunaan terpenting dari arus bolak-balik adalah pasokan tenaga penggerak motor listrik yang digunakan dalam pompa, kompresor, mesin, peralatan.

Bagaimana itu terjadi

Arus bolak-balik diproduksi di generator arus bolak-balik. Proses ini terjadi ketika koil bergerak di depan magnet yang menyebabkan elektron bergerak di kawat koil. Bergantung pada jumlah elektron yang berosilasi di setiap bagian konduktor, intensitas arus bolak-balik akan.

Frekuensi

Frekuensi arus bolak-balik adalah fenomena fisik yang berulang secara siklis beberapa kali selama satu detik waktu. Untuk menentukan frekuensi arus bolak-balik, rumus berikut harus diterapkan:

F = P x Vg / 120

Dimana:

  • F: adalah frekuensi dalam Hz
  • P: adalah jumlah kutub yang harus selalu genap
  • Vg: adalah kecepatan belok.

Kelebihan

Keuntungan dari arus bolak-balik adalah:

  • Ini menawarkan kemungkinan menghasilkan generator dan motor yang lebih murah dan lebih efisien, dan pada saat yang sama mereka kurang kompleks.
  • Mereka memiliki kemungkinan mengubah tegangan dengan cara yang sangat sederhana dan murah melalui transformator.
  • Kemungkinan mengangkut energi dalam jumlah besar dalam jarak jauh, sehingga menggunakan tegangan minimum.
  • Kemungkinan pembuatan motor sangat sederhana.
  • Hilangnya beberapa fenomena listrik yang tidak diinginkan, seperti magnetisasi pada mesin, dan polarisasi elektrolitik dan korosi pada pasangan logam.

Rumus Arus bolak-balik

Untuk sinyal arus bolak balik gelombang sinus, rumus berikut digunakan:

Vsesaat = Vp sin (2πf.t)

Dimana:

  • V adalah nilai tegangan sesaat, yaitu nilai pada t saat tertentu.
  • Vp adalah nilai puncak dari tegangan, yang juga dikenal sebagai amplitudo tegangan.
  • f adalah frekuensi.
  • t adalah waktu yang dinyatakan dalam detik

Apa bedanya dengan arus searah

Arus bolak-balik adalah jenis arus listrik di mana arah aliran elektron datang dan pergi baik melalui interval reguler atau dalam siklus. Ini adalah jenis arus yang biasanya bergerak melalui saluran listrik dan merupakan listrik yang kita temukan di rumah-rumah di outlet dinding. Arus searah adalah arus listrik yang terus-menerus mengalir ke arah yang sama, seperti yang mengalir di perangkat yang menggunakan baterai.

Bagaimana arus searah dikonversi menjadi arus bolak-balik

Untuk mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik, kita harus menghidupkan dan mematikan catu daya secara terus menerus dan berulang-ulang dengan kecepatan tinggi melalui sakelar. Perangkat yang memiliki kemampuan untuk melakukan ini disebut Chopper. Ketika koil ditambahkan, arus yang berlawanan arah dengan aslinya diinduksi saat sakelar dihidupkan.

Contoh peralatan yang beroperasi pada arus bolak-balik

Beberapa contoh perangkat yang bekerja dengan jenis arus bolak-balik adalah:

  • Mesin cuci
  • Pengering
  • Kulkas
  • Oven
  • televisi
  • Stereo
  • Komputer

Post terkait

Related Posts