Teori Arus Bolak balik AC : Bentuk Gelombang AC dan Karakteristiknya

Bentuk Gelombang AC

Seperti yang ditetapkan di bagian pertama Teori Rangkaian AC, ketika magnet berputar di sekitar kumparan atau kumparan berputar di sekitar medan magnet, arus atau tegangan bolak-balik dihasilkan.  

Rotasi magnet atau kumparan yang mengarah ke pergantian periodik dalam arah dan besarnya Tegangan (atau arus) mengarah pada pembangkitan semacam gelombang bila dilihat pada osiloskop atau peralatan serupa lainnya.  

Bentuk gelombang ini adalah hasil dari grafik tegangan yang berubah seiring waktu.  

Dari generator AC sederhana yang kami jelaskan pada artikel sebelumnya, dapat dilihat bahwa arus atau tegangan bolak-balik secara umum diwakili oleh gelombang Sinus (bentuk gelombang Sinusoid) sejauh dalam pengembangan inverter, mereka membedakan antara inverter dengan menggambarkan inverter tertentu  sebagai inverter gelombang sinus murni.  

Alasannya adalah bahwa gelombang sinus mewakili transisi yang mulus, dan rotasi kumparan atau magnet seperti yang terjadi Teori Arus AC : Apa itu Arus AC dan Perbedaan dengan Arus DC  

Bentuk gelombang sinusoidal yang mewakili AC dengan semua fiturnya (yang akan dijelaskan nanti di artikel ini) ditunjukkan pada gambar di bawah.

Ilmu di balik generasi gelombang lebih baik dijelaskan oleh Hukum Faraday Induksi elektromagnetik yang menyatakan bahwa;  tegangan yang dihasilkan oleh kumparan stasioner sebagai akibat dari gerakan magnet yang berputar sebanding dengan laju perubahan fluks magnet secara tegak lurus terhadap kumparan.

Tingkat fluks magnet yang memotong kumparan paling besar ketika medan magnet diposisikan sedemikian rupa sehingga memotong lebih banyak konduktor, dan paling tidak ketika memotong lebih sedikit konduktor, ini menentukan besarnya arus atau tegangan yang dihasilkan, dan karena itu  terus berputar, arahnya berubah.

Bentuk Gelombang Alternatif Lainnya:

Sebelum kita menyelami properti bentuk gelombang AC, penting untuk menunjukkan bentuk gelombang lain yang berguna yang digunakan dalam merepresentasikan AC selain pola gelombang sinusoidal. Bentuk gelombang ini meliputi;

1. Gelombang persegi
2. Gelombang Segitiga
3. Bentuk Gelombang Gigi Gergaji atau Ramp

1. Gelombang Persegi

Bentuk gelombang persegi menemukan aplikasi utama dalam merepresentasikan sinyal listrik seperti tegangan, arus dan keluaran digital dan sinyal jam dalam elektronik digital.  

Ketika dalam ayunan negatif atau positif dari bentuk gelombang, durasi untuk setiap ayunan selalu sama dan dengan demikian dikatakan simetris.  

Gelombang persegi tidak seperti gelombang sinus, memiliki vertikal ke atas dan ke bawah dengan puncak datar di tingkat amplitudo puncak, bukan bentuk gelombang yang semakin meningkat dengan puncak tajam yang menjadi ciri gelombang sinus.  

Mereka pada dasarnya disebut sebagai gelombang persegi karena puncaknya yang datar.  Contoh gelombang persegi ditunjukkan pada gambar di bawah ini.  Bentuk gelombang persegi dapat dengan mudah dihasilkan dengan rangkaian sederhana.

Frekuensi gelombang persegi diberikan oleh:

Frekuensi = 1 / periode

Dimana, periode = tp + tn

tp = Waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan setengah siklus positif

tn = Waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan setengah negatif dari siklus yang sama

2. Gelombang Segitiga

Gelombang segitiga memiliki tepi puncak yang lebih tajam dibandingkan dengan gelombang sinus.  

Mereka memiliki waktu naik dan turun yang lambat.  Gelombang segitiga sama periodiknya, dan memiliki waktu naik dan turun yang sama.  Contoh gelombang segitiga ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

3. Bentuk gelombang gigi gergaji

Puncak dari bentuk gelombang gigi gergaji terlihat seperti gigi gergaji, oleh karena itu dinamakan demikian.  

Bentuk gelombang gigi gergaji pada dasarnya terdiri dari dua jenis;  ramp positif ditandai dengan peluruhan curam tinggi dan waktu naik lambat, dan bentuk gelombang ramp negatif ditandai dengan peluruhan curam lambat dan waktu naik cepat.  Gambar untuk membedakan kedua bentuk gelombang ditampilkan di bawah ini.

salah satu bentuk gelombang yang dapat digunakan untuk mendeskripsikan bentuk gelombang AC, tetapi merupakan jenis bentuk gelombang yang paling populer dan umum yang memiliki nama dan pantas disebutkan.  

Semua bentuk gelombang yang digunakan untuk mewakili AC memiliki kesamaan dan itu adalah perubahan arah dan besaran secara periodik, ini membuat "periode" menjadi properti yang sangat penting dari bentuk gelombang AC Osiloskop Digital Penjelasan fungsi dan bagiannya

Properti Bentuk Gelombang AC:

Untuk mendeskripsikan bentuk gelombang AC secara lengkap dan benar, ada tiga properti yang terlibat;

1. Amplitudo
2. Frekuensi (atau Periode)
3. Fase

1. Amplitudo

Amplitudo bentuk gelombang AC adalah besarnya bentuk gelombang AC pada saat tertentu.  

Besarnya arus atau tegangan bolak-balik bervariasi dengan sinus dari sudut yang dibuat oleh gerakan melingkar magnet atau kumparan terhadap titik nol.  

Misalnya, ketika kumparan membuat sudut 90 derajat dengan medan magnet seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, amplitudo menjadi 1 karena sinus 90 adalah 1, karena ini adalah titik tertinggi, itu disebut sebagai tegangan puncak  (atau saat ini) yang akan dijelaskan dengan lebih baik nanti.  

Ketika sudut menjadi 270 derajat, amplitudo menjadi -1 yang merupakan besarnya tegangan balik maksimum (atau Arus).

2. Frekuensi dan Periode

Kumparan atau magnet berputar terus-menerus berarti setelah putaran penuh pertama yang bentuk gelombangnya berulang, ini berarti kita dapat memilih titik terlepas dari lokasinya pada bentuk gelombang dan menggunakannya sebagai semacam penanda.  

Setiap kali gelombang mencapai titik khusus ini setelah berulang, gelombang dikatakan telah melalui siklus lengkap dan jumlah siklus lengkap meningkat karena bentuk gelombang terus berulang.  

Ini paling mudah dijelaskan dengan memilih puncak bentuk gelombang sebagai penanda kami, jarak antara dua puncak yang berurutan kemudian menjelaskan satu siklus lengkap.

diukur dalam waktu, ini digambarkan sebagai "periode".  

Satu siklus lengkap arus atau tegangan bolak-balik selalu 360 derajat, tetapi laju (yaitu waktu) bolak-balik (atau rotasi) untuk mencapai periode tersebut dijelaskan oleh properti yang disebut sebagai "Frekuensi".

Frekuensi bentuk gelombang AC dapat didefinisikan sebagai jumlah siklus lengkap (atau periode) yang diselesaikan oleh bentuk gelombang per unit waktu.  Satuan frekuensi adalah hertz (Hz), yang menunjukkan jumlah siklus (atau periode) yang diselesaikan oleh bentuk gelombang dalam satu detik.  Frekuensi dihitung menggunakan rumus;

Frekuensi = 1 / periode

dan

Periode = 1 / frekuensi

Frekuensi pasokan AC di sebagian besar dunia biasanya adalah 50Hz (Nigeria dan Sebagian Besar Negara Eropa) atau 60 Hz di negara-negara UE, dan sebagian besar perangkat yang terpasang selalu dirancang untuk menangani perbedaan frekuensi ini sehingga perangkat dapat digunakan di  salah satu dari negara ini.

3. Fase

Bagian Horizontal dari bentuk gelombang sinusoidal yang digunakan untuk merepresentasikan arus bolak-balik merepresentasikan waktu, dan berdasarkan waktu, kejadian di sisi kanan grafik adalah kejadian selanjutnya, sedangkan kejadian di sisi kiri grafik adalah kejadian sebelumnya.  

Karena kita merepresentasikan sumbu Horizontal sebagai waktu, ketika dua gelombang dengan frekuensi yang sama memulai siklusnya pada waktu yang berbeda, perbedaan fasa yang diukur dalam derajat dikatakan ada di antara keduanya.  

Ini menciptakan ruang untuk penghitungan tanpa menggunakan frekuensi dan juga memudahkan untuk membandingkan dua bentuk gelombang dengan frekuensi yang sama.  Perhatikan Gambar di bawah ini;

Sudut 90 terlambat dibandingkan dengan bentuk gelombang "Y", sehingga bentuk gelombang "B" dikatakan tertinggal bentuk gelombang "Y" sebesar sudut 90 dan bentuk gelombang "Y" dapat dikatakan memimpin bentuk gelombang "B" sebesar 90 derajat.

Kami akan berhenti di sini hari ini, dan di bagian selanjutnya dari posting ini, kami akan fokus pada matematika arus bolak-balik.  

Jangan lupa untuk meninggalkan pertanyaan dan komentar Anda di bawah bagian komentar.

Aji Fitriyan Hidayat

Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.

Bagikan Artikel ini