PEMBAHASAN SOAL UJIAN NASIONAL RANGKAIAN SERI RLC

Rangkaian seri RLC merupakan rangkaian yang terdiri dari sebuah resistor, induktor, dan kapasitor yang disusun seri. Adakalanya rangkaian hanya berupa RL atau RC saja. Rangkaian seri RLC merupakan topik yang juga sering muncul dalam soal ujian nasional bersamaan dengan rangkaian resistor, hukum Ohm, ataupun hukum Kirchhoff. Pertanyaan yang seringkali muncul dalam soal adalah menghitung besar beda potensial antar dua titik dalam rangkaian RLC seri, dan menentukan besar hambatan dari salah satu komponen RLC.

1. (UN 2007/2008) Rangkaian RLC dirangkai seri seperti gambar. 
   Resistor 8 ohm, kumparan 32 mH, dan kapasitor 800 mikro Farad dirangkai seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan 120 V/125 rad/s. Bila saklar S ditutup, maka beda potensial antara titik B dan D adalah ....
   

   A. 6 volt	D. 72 volt
   B. 12 volt	D. 96 volt
   C. 48 volt

   
   Pembahasan :
   Ingat, pada rangkaian seri arus yang melewati setiap komponen adalah sama. Yang berbeda adalah tegangannya karena susunan seri berfungsi sebagai pembagi tegangan. Untuk menentukan beda potensial antara titik B dan D, maka kita harus mencari kuat arus total yang mengalir dalam rangkaian.
   
   Dari data pada gambar diperoleh :
   R = 8 Ω.
   XL = ω.L = 125 (0,032 H) = 4 Ω.
   

   XC	=	1	=	1	= 10 Ω.
   		ωC		125 (8 x 10-4)

   
   Selanjutnya kita peroleh impedansi atau hambatan total :
   

   Z	=	√	R2 + (XL − XC)2

   Z	=	√	82 + (4 − 10)2

   Z = 10 Ω.
   
   Arus yang mengalir dalam rangkaian :
   V = I.Z
   ⇒ 120 = I (10)
   ⇒ I = 12 Ampere.
   
   Sekarang perhatikan kembali gambar di atas. Di antara titik B dan D ada dua komponen yaitu induktor dan kapasitor. Oleh karena itu besar hambatn pada titik itu :
   

   RBD	=	√	(XL − XC)2

   RBD	=	√	(4 − 10)2

   RBD = 6 Ω.
   
   Dengan demikian, beda potensial antara B dan D adalah :
   VBD = I.RBD
   ⇒ VBD = 12 (6)
   ⇒ VBD = 72 volt (opsi D).
   
   
   
   

   
   
   
2. (UN 2005/2006) Rangkaian RL seri dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik seperti pada gambar di bawah ini. 
   

   Berdasarkan data pada gambar, maka besar reaktansi induktif adalah ....
   

   A. 30 Ω	D. 60 Ω
   B. 40 Ω	E. 80 Ω
   C. 50 Ω

   
   Pembahasan :
   Hubungan antara V, VL, dan VR adalah sebagai berikut :
   

   VL	=	√	V2 − VR2

   VL	=	√	10000 − 6400

   VL = 60 Ω.
   
   Karena arus yang mengalir melalui setiap komponen adalah sama, maka arus yang mengalir pada rangkaian dapat dihitung dengan :
   VR = I.R
   ⇒ 80 = I (40)
   ⇒ I = 2 Ampere.
   
   Dengan demikian, besar reaktansi induktifnya adalah :
   VL = I.XL
   ⇒ 60 = 2 XL
   ⇒ XL = 30 Ω (Opsi A).
   
   
   
   
3. (UN 2008/2009) Rangkaian RLC dirangkai seperti gambar.
   
   

   

   
   Jika saklar S ditutup, beda potensial antara titik M dan N adalah ....
   

   A. 25 volt	D. 110 volt
   B. 55 volt	E. 130 volt
   C. 96 volt

   
   Pembahasan :
   Dari data pada gambar diperoleh :
   R = 8 Ω.
   XL = ω.L = 125 (0,032 H) = 4 Ω.
   

   XC	=	1	=	1	= 10 Ω.
   		ωC		125 (8 x 10-4)

   
   Selanjutnya kita peroleh impedansi atau hambatan total :
   

   Z	=	√	R2 + (XL − XC)2

   Z	=	√	82 + (4 − 10)2

   Z = 10 Ω.
   
   Arus yang mengalir dalam rangkaian :
   V = I.Z
   ⇒ 120 = I (10)
   ⇒ I = 12 Ampere.
   
   Dengan demikian, beda potensial antara M dan N adalah :
   VMN = I.RMN
   ⇒ VMN = 12 (8)
   ⇒ VMN = 96 volt (opsi D).
   
   
   

Share ke Facebook >>

Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.