Tegangan maksimum dari listrik bolak-balik (AC) dan searah (DC) dapat diukur dengan alat yang disebut voltmeter atau osiloskop. Sementara untuk perhitungan besarnya tegangan dapat dilakukan sesuai Hukum Ohm. Arus dan tegangan listrik arus bolak-balik memiliki nilai yang selalu berubah-ubah terhadap waktu secara periodik. Sementara listrik searah memiliki tegangan yang tetap setiap saat.
Energi listrik dari arus bolak-balik banyak digunakan di berbagai peralatan rumah tangga yang menggunakan sumber listrik PLN seperti blender, mixer, bor listrik, dan lain sebagainya. Sedangkan arus searah terdapat pada jam dinding dan radio yang menggunakan baterai sebagai sumber tegangan.
Listrik searah memiliki tegangan yang tetap setiap saat dan grafik tegangan berupa garis lurus. Sementara listrik bolak-balik memiliki tegangan yang berubah-ubah setiap saat dengan grafik berbentuk sinusoidal.
Bagaimana cara menghitung tegangan listrik arus searah? Bagaimana cara menghitung tegangan listrik arus bolak-balik? Apakah tegangan DC dan AC dihitung dengan cara yang sama? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.
Table of Contents
- Rumus Tegangan Listrik pada Arus Searah (DC)
- Rumus Tegangan Listrik Arus Bolak-Balik (AC)
- Tabel Perbedaan Tegangan Listrik Bolak-Balik (AC) dan Searah (DC)
- Contoh Soal dan Pembahasan
Baca Juga: Perbedaan Rumus Tegangan Jepit dan Sumber Tegangan (GGL)
Rumus Tegangan Listrik pada Arus Searah (DC)
DC merupakan kependekan dari Direct Current yang digunakan untuk menyebut listrik dengan arus searah. Simbol listrik searah adalah tanda dua garis sejajar yang panjangnya berbeda. Di mana, garis yang lebih panjang menunjuk kutub positif dan garis yang lebih pendek menunjuk kutub negatif.
Rumus tegangan listrik arus searah adalah V = I × R dengan V = besar tegangan, I = kuat arus listrik, dan R = hambatan. Satuan untuk V, I, dan R berturut-turut adalah volt, ampere, dan ohm (Ω).
Arus listrik searah dapat ditemui pada rangkaian listrik pada jam dinding, radio, senter, dan lain sebagainya. Sumber yang menghasilkan arus searah disebut sumber arus searah. Contoh sumber arus searah terdapat pada elemen volta, elemen Daniell, elemen basah, elemen kering (baterai), dan aki.
Baca Juga: Rumus Kuat Arus Listrik pada Suatu Rangkaian Listrik
Rumus Tegangan Listrik Arus Bolak-Balik (AC)
AC merupakan kependekan dari Alternating Current yang digunakan untuk menyebut listrik dengan arus bolak-balik. Simbol listrik arus bolak balik adalah ~ dalam bulatan. Arus listrik bolak-balik dihasilkan oleh sumber arus bolak-balik seperti dinamo sepeda, generator, dan stop kontak arus bolak-balik. Umumnya, arus listrik bolak-balik digunakan pada pemasangan alat-alat listrik di rumah yang harus terpasang paralel.
Pada listrik arus bolak-balik terdapat tegangan maksimum (Vmax) dan tegangan efektif (Vef), selain itu juga terdapat arus maksimum (Imax) dan arus efektif (Ief). Di mana tegangan maksimum dan arus maksimum adalah tegangan dan arus yang dipeorleh dari hasil pengukuran. Sementara untuk tegangan efektif dan arus efektif berturut-turut sesuai dengan persamaan Vmax = Vef · √2 dan Imax = Ief · √2.
Hubungan tegangan maksimum, tegangan efektif, arus maksimum, dan arus efektif sesuai dengan beberapa persamaan berikut.
Baca Juga: Cara Membaca Amperemeter dan Voltmeter
Tabel Perbedaan Tegangan Listrik Bolak-Balik (AC) dan Searah (DC)
Tegangan listrik arus bolak-balik (AC) dan searah (AC) memeiliki beberapa perbedaan. Di mana, perbedaan tegangan listrik terdapat pada sumber penghasil arus, bentuk grafik yang dihasilkan osiloskop, simbol tegangan, dan persamaannya. Secara ringkas perbedaan tegangan listrik arus bolak-balik dan searah sesuai dengan tabel berikut.
Baca Juga: Alat Ukur Tekanan Udara dan Cara Membacanya
Contoh Soal dan Pembahasan
Beberapa contoh soal di bawah dapat sobat idschool gunakan untuk menambah pepmahaman bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasannya. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih!
Contoh 1 – Tegangan Listrik Arus Bolak-Balik
Arus listrik dari PLN yang sampai ke rumah-rumah bertegangan 220 V, tegangan tersebut adalah ….
A. tegangan minimum
B. tegangan efektif
C. tegangan rata-rata
D. tegangan maksimum
E. tegangan puncak ke puncak
Pembahasan:
Besar tegangan listrik arus bolak-balik dapat diamati dengan avometer yang menunjukkan harga efektifnya. Sehingga harga 220 volt pada tegangan di rumah-rumah merupakan tegangan efektif (Vef), di mana Vmax = Vef · √2 dengan Vmax adalah tegangan maksimum.
Sedangkan tegangan puncak ke puncak sama dengan dua kali tegangan maksimum (2 · Vmax = Vpp). Sementara tegangan rata-rata terdapat pada arus searah seperti pada baterai atau sel volta.
Jadi, arus listrik dari PLN yang sampai ke rumah-rumah bertegangan 220 V merupakan tegangan efektif.
Jawaban: B
Contoh 2 – Tegangan Listrik Arus Bolak-Balik
Sebuah rangkaian yang dihubungkan dengan sumber listrik bolak-balik diukur dengan voltmeter dan menunjukkan angka 20 V. Tegangan maksimum dari sumber listrik bolak-balik tersebut adalah ….
A. 40√2 V
B. 20√2 V
C. 10√2 V
D. 5√2 V
E. 2√2 V
Pembahasan:
Berdasarkan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh beberapa informasi bahwa tegangan hasil pengukuran adalah Vef = 20 volt. Besar tegangan maksimum dari sumber listrik dapat diperoleh melalui persamaan Vmax = Vef · √2. Sehingga besar tegangan maksimum dari rangkaian listrik tersebut sama dengan Vmax = 20 × √2 = 20√2 volt.
Jadi, tegangan maksimum dari sumber listrik bolak-balik tersebut adalah 40√2 volt.
Jawaban: B
Contoh 3 – Arus Efektif Listrik Bolak-Balik
Perhatikan grafik listrik arus bolak-bolak berikut!
Arus efektif pada rangkaian listrik tersebut adalah … A.
A. 20√2
B. 10√2
C. 5√2
D. √2
E. s/2√2
Pembahasan:
Dari grafik yang diberikan dapat diketahui bahwa arus maksimum sama dengan Imax = 10 A. Sehingga, arus efektif pada rangkaian listrik tersebut dapat dihitung seperti pada penyelesaian berikut.
Jadi, arus efektif pada rangkaian listrik tersebut adalah 5√2 A.
Jawaban: C
Demikianlah tadi ulasan bagaimana perbedaan tegangan listrik arus bolak-balik (AC) dan searah (DC) pada rangkaian listrik sederhana. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!
Baca Juga: Rumus dan Cara Hitung Beda Potensial Antara Titik A dan Titik B
