Resonansi Rangkaian R-L-C
Pendahuluan
Dalam kehidupan sehari-hari telah banyak ditemukan jenis-jenis rangkaian elektronik. Rangkaian elektronik adalah suatu kumpulan komponen yang dihubungkan untuk menampilkan suatu fungsi elektronik tertentu. Salah satu contohnya adalah rangkaian RLC. Di dalam rangkaian ini terdapat beberapa komponen, seperti Resistor (R), Induktor (L) dan Kapasitor (C). Masing-masing komponen memegang peranan dalam operasi rangkaian. Komponen tersebut akan menghasilkan sinyal keluaran yang berbeda apabila sinyal masukan dikenakan pada rangkaian yang juga berbeda. Pada rangkaian elektr onika sederhana pada tiga komponen tersebut apabila dikenakan sinyal masukan yang sesaat dan secara terus menerus akan menghasilkan sinyal yang berbeda.
Dasar Teori
Impedansi suatu rangkaian RLC bergantung kepada frekuensi. Karena reaktansi induktif sebanding lurus dan reaktansi kapasitif berbanding terbalik dengan frekuensi. Besarnya arus AC (I) yang mengalir pada rangkaian RLC seri bergantung pada besarnya tegangan dan impedansi (Z). Besarnya nilai impedansi dapat dicari dengan rumus
( )
Z=
Sementara itu dalam rangkaian RLC dikenal istilah resonansi. Resonansi adalah suatu gejala yang terjadi pada suatu rangkaian bolak-balik yang mengandung elemen resistor (R), induktor (L) dan kapasitor (C). Resonansi dalam rangkaian seri disebut resonansi seri, sedangkan resonansi parallel (anti resonansi) adalah resonansi rangkaian paralel. Resonansi seri terjadi bila reaktansi induktif sama dengan reaktansi kapasitif, sedangkan Resonansi parallel terjadi bila sustansi induktif disuatu cabang sama dengan sustansi kapasitif pada cabang lainnya. Pada rangkaian seri resonansi terjadi bilamana XL=XC. Dalam keadaan resonansi, terjadi dimana resistansi semu atau impedansi (Z) sama dengan resistansi efektif (R) mencapai nilai yang paling kecil, karena kedua reaktansi (X L) dan (XC) saling menghapuskan. Kedua tegangan reaktif X L = i.X L dan XC = i.XC secara fasor berlawanan arah dan sama besar sehinggga kedua tegangan akan saling meniadakan. Tegangan gabungan (v) adalah sama dengan tegangan jatuh pada resistor (vR) dengan perbedaan sudut fasa ( ) =
0. Karena tegangan-tegangan tersebut dapat menjadi sangat besar, sehingga jauh melebihi nilai tegangan total (gabungan), oleh karena itu dalam penerapan pencatuan sumber arus harus dihindari untuk keadaan resonansi. Penerapan rangkaian resonansi banyak digunakan pada rangkaian penyaring (filter) seperti pada pesawat radio, yang mana fungsinya adalah untuk memisahkan frekuensi yang tidak dikehendaki. Frekuensi yang memungkinkan terjadinya resonansi dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut. XL = XC
ω= √ ωL =
notasi ω melambangkan frekuensi resonansi, dengan ω = 2π.f, dengan f adalah frekuensi dalam Hertz. Ada tiga kemungkinan yang bersangkutan dengan rangkaian RLC seri yaitu: 1. Bila XL > XC atau VL > VC, maka rangkaian bersifat induktif. 2. Bila XL < XC atau VL < VC, maka rangkaian bersifat Kapasitif. 3. Bila XL = XC atau VL = VC, maka rangkaian bersifat resonansi. Sifat rangkaian: - Jika XL > XC, bersifat induktif, I tertinggal dari tegangan sebesar Ф, yaitu 0> Ф> π/2 - Jika XL < XC, bersifat kapasitif, I mendahului tegangan te gangan sebesar Ф, yaitu 0< yaitu 0<Ф< Ф< π/2 - Jika XL = XC, bersifat resistif, I sefase dengan tegangan. Frekuensi Resonansi: f=
√
Referensi: D.Young, Hugh & A.Freedman, Roger. 2003. Fisika Universitas (terjemahan). Jakarta: Erlangga http://elkaasik.com/bandwidth-frekuensi-cutoff/ http://powertread.blogspot.com/2013/10/resonansi-dalam-rangkaian-l-c-atau-r-l-c.html http://rangkaianelektronika.biz/rangkaian-rlc.htm
