Apa itu Arus AC dan DC, beserta Aplikasinya
Baik Arus AC dan DC menjelaskan dua jenis aliran arus dalam suatu rangkaian. Dalam arus DC, muatan listrik atau arus mengalir dalam satu arah. Dalam arus AC, muatan listrik berubah arah secara berkala. Tegangan pada rangkaian AC juga terkadang terbalik karena arus berubah arah.
Sebagian besar elektronik digital yang Anda bangun menggunakan DC. Namun, mudah untuk memahami beberapa konsep AC. Sebagian besar rumah dilengkapi kabel untuk AC, AC juga memiliki beberapa sifat utama yang berguna, seperti mampu mengubah level tegangan dengan komponen tunggal seperti transformator, itulah sebabnya pada awalnya kita harus memilih alat AC untuk mentransmisikan listrik dalam jarak jauh.
Lingkaran kawat diputar di dalam medan magnet, yang menginduksi arus di sepanjang kawat. Rotasi kawat berasal dari sumber daya yang berbeda seperti turbin uap, turbin angin, air yang mengalir, dan sebagainya.
Karena kawat berputar dan memasuki polaritas magnetik yang berbeda secara berkala, tegangan dan arus bergantian pada kawat. Berikut ini adalah gambaran kecil yang menunjukkan prinsip ini:
Untuk menghasilkan arus AC dalam satu set pipa air, kami menghubungkan karakteristik mekanis piston yang menggerakkan air dalam pipa bolak-balik (arus "bolak-balik" kami).
Gelombang sinus adalah jenis AC yang paling umum. Arus AC di sebagian besar rumah dan kantor memiliki tegangan berosilasi yang menghasilkan gelombang sinus.
Bentuk lain dari arus AC termasuk gelombang persegi dan gelombang segitiga. Gelombang persegi sering digunakan dalam elektronik digital dan switching dan juga menguji operasinya.
Gelombang segitiga berguna untuk menguji elektronik linear seperti amplifier.
Melihat tegangan saja, kita dapat menggambarkan persamaan matematika dari gelombang sinus:
V (t) adalah tegangan kita sebagai fungsi waktu, yang berarti bahwa tegangan kita berubah seiring perubahan waktu.
VP adalah amplitudo. Ini menggambarkan tegangan maksimum yang dapat dicapai oleh gelombang sinus kita di kedua arah, artinya tegangan kita bisa +VP volts, -VP volts.
Fungsi sin () menunjukkan bahwa tegangan kita akan dalam bentuk gelombang sinus periodik, yang merupakan osilasi halus di sekitar 0V.
2π adalah konstanta yang mengubah frekuensi dari siklus atau dalam hertz ke frekuensi sudut (radian per detik).
f menunjukkan frekuensi gelombang sinus. Ini diberikan dalam bentuk hertz atau unit per detik.
t adalah variabel dependen kami: waktu (diukur dalam detik). Seiring waktu bervariasi, bentuk gelombang kami bervariasi.
φ menjelaskan fasa gelombang sinus. Fasa atau Phase adalah ukuran seberapa bergesernya gelombang terhadap waktu. Ini sering diberikan sebagai angka antara 0 dan 360 dan diukur dalam derajat.
Karena sifat periodik dari gelombang sinus, jika bentuk gelombang digeser 360° menjadi bentuk gelombang yang sama lagi, seolah-olah digeser oleh 0°. Untuk kesederhanaan, kami masih menganggap fasa adalah 0° untuk sisa tutorial ini.
Di Amerika Serikat, daya yang disediakan untuk rumah adalah AC dengan sekitar 170V nol-kepuncak (amplitudo) dan 60Hz (frekuensi). Kita bisa pasang angka-angka ini ke dalam rumus kita untuk mendapatkan persamaan
Kita dapat menggunakan kalkulator grafik berguna untuk membuat grafik persamaan ini. Jika tidak ada kalkulator grafik yang tersedia, kami dapat menggunakan program grafik online gratis seperti Desmos.
Tegangan yang lebih tinggi berarti arus yang lebih rendah, dan arus yang lebih rendah berarti lebih sedikit panas yang dihasilkan di saluran listrik karena resistansi. Arus AC dapat dikonversi dari tegangan tinggi dengan mudah menggunakan Transformator.
AC juga mampu menyalakan motor listrik. Motor dan generator adalah perangkat yang sama persis, tetapi motor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Ini berguna untuk banyak peralatan besar seperti lemari es, mesin pencuci piring, dan sebagainya, yang beroperasi pada Arus AC.
Tangki hanya bisa mendorong air satu arah: keluar dari selang. Mirip dengan baterai penghasil DC, begitu tangki kosong, air tidak lagi mengalir melalui pipa.
V (t) = 1.5V
Jika kita buat grafik ini dari waktu ke waktu, kita melihat tegangan konstan
Grafik di atas berarti bahwa kita dapat mengandalkan sebagian besar sumber DC untuk memberikan tegangan konstan seiring waktu. Sebenarnya, baterai akan perlahan-lahan habis, artinya tegangan akan turun saat baterai digunakan. Untuk sebagian besar tujuan, kita dapat mengasumsikan bahwa tegangannya konstan.
Sebagian besar elektronik digital yang Anda bangun menggunakan DC. Namun, mudah untuk memahami beberapa konsep AC. Sebagian besar rumah dilengkapi kabel untuk AC, AC juga memiliki beberapa sifat utama yang berguna, seperti mampu mengubah level tegangan dengan komponen tunggal seperti transformator, itulah sebabnya pada awalnya kita harus memilih alat AC untuk mentransmisikan listrik dalam jarak jauh.
Apa itu Arus AC (Alternating Current)?
Arus AC berarti aliran muatan yang mengubah arah secara berkala. Akibatnya, tingkat tegangan juga berbalik seiring dengan arus. AC digunakan untuk memasok daya ke rumah, gedung, kantor, dll.Menghasilkan Arus AC
Arus AC dapat diproduksi dengan menggunakan perangkat yang disebut sebagai alternator. Perangkat ini adalah jenis khusus generator listrik yang dirancang untuk menghasilkan arus AC atau arus bolak-balik.Lingkaran kawat diputar di dalam medan magnet, yang menginduksi arus di sepanjang kawat. Rotasi kawat berasal dari sumber daya yang berbeda seperti turbin uap, turbin angin, air yang mengalir, dan sebagainya.
Karena kawat berputar dan memasuki polaritas magnetik yang berbeda secara berkala, tegangan dan arus bergantian pada kawat. Berikut ini adalah gambaran kecil yang menunjukkan prinsip ini:
Untuk menghasilkan arus AC dalam satu set pipa air, kami menghubungkan karakteristik mekanis piston yang menggerakkan air dalam pipa bolak-balik (arus "bolak-balik" kami).
Bentuk Gelombang Arus AC
Arus AC dapat datang dalam beberapa bentuk gelombang, selama arus dan tegangan berganti-ganti. Jika kita menghubungkan Osiloskop ke rangkaian dengan AC dan memplot tegangannya, dalam waktu yang lama kita mungkin melihat sejumlah bentuk gelombang yang berbeda.Gelombang sinus adalah jenis AC yang paling umum. Arus AC di sebagian besar rumah dan kantor memiliki tegangan berosilasi yang menghasilkan gelombang sinus.
Bentuk lain dari arus AC termasuk gelombang persegi dan gelombang segitiga. Gelombang persegi sering digunakan dalam elektronik digital dan switching dan juga menguji operasinya.
Gelombang segitiga berguna untuk menguji elektronik linear seperti amplifier.
Menggambarkan Gelombang Sinus Arus AC
Kita sering perlu menggambarkan bentuk gelombang AC dalam istilah matematika. Untuk contoh ini, kita akan menggunakan gelombang sinus umum. Ada tiga bagian dari gelombang sinus: frekuensi, amplitudo, dan fasa.Melihat tegangan saja, kita dapat menggambarkan persamaan matematika dari gelombang sinus:
V (t) = Vp sin (2πft + Ø)
VP adalah amplitudo. Ini menggambarkan tegangan maksimum yang dapat dicapai oleh gelombang sinus kita di kedua arah, artinya tegangan kita bisa +VP volts, -VP volts.
Fungsi sin () menunjukkan bahwa tegangan kita akan dalam bentuk gelombang sinus periodik, yang merupakan osilasi halus di sekitar 0V.
2π adalah konstanta yang mengubah frekuensi dari siklus atau dalam hertz ke frekuensi sudut (radian per detik).
f menunjukkan frekuensi gelombang sinus. Ini diberikan dalam bentuk hertz atau unit per detik.
t adalah variabel dependen kami: waktu (diukur dalam detik). Seiring waktu bervariasi, bentuk gelombang kami bervariasi.
φ menjelaskan fasa gelombang sinus. Fasa atau Phase adalah ukuran seberapa bergesernya gelombang terhadap waktu. Ini sering diberikan sebagai angka antara 0 dan 360 dan diukur dalam derajat.
Karena sifat periodik dari gelombang sinus, jika bentuk gelombang digeser 360° menjadi bentuk gelombang yang sama lagi, seolah-olah digeser oleh 0°. Untuk kesederhanaan, kami masih menganggap fasa adalah 0° untuk sisa tutorial ini.
Di Amerika Serikat, daya yang disediakan untuk rumah adalah AC dengan sekitar 170V nol-kepuncak (amplitudo) dan 60Hz (frekuensi). Kita bisa pasang angka-angka ini ke dalam rumus kita untuk mendapatkan persamaan
V (t) = 170 sin (2π60t)
Aplikasi Arus AC
Outlet rumah dan kantor hampir selalu menggunakan arus AC. Ini karena menghasilkan dan mengangkut dapat AC melintasi jarak yang jauh dan relatif mudah. Pada tegangan tinggi seperti lebih dari 110kV, lebih sedikit energi yang hilang dalam transmisi tenaga listrik.Tegangan yang lebih tinggi berarti arus yang lebih rendah, dan arus yang lebih rendah berarti lebih sedikit panas yang dihasilkan di saluran listrik karena resistansi. Arus AC dapat dikonversi dari tegangan tinggi dengan mudah menggunakan Transformator.
AC juga mampu menyalakan motor listrik. Motor dan generator adalah perangkat yang sama persis, tetapi motor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Ini berguna untuk banyak peralatan besar seperti lemari es, mesin pencuci piring, dan sebagainya, yang beroperasi pada Arus AC.
Apa itu Arus DC (Direct Current)
Arus DC berarti aliran searah muatan listrik. Ini dihasilkan dari sumber-sumber seperti baterai, supply listrik, sel surya, termokopel atau dinamo. Arus DC dapat mengalir dalam suatu konduktor seperti kabel, tetapi juga dapat mengalir melalui isolator, semikonduktor, atau vakum seperti dalam berkas elektron atau ion.Menghasilkan Arus DC
Arus DC dapat dihasilkan dalam beberapa cara- Generator AC yang disiapkan dengan perangkat yang disebut "komutator" dapat menghasilkan arus DC
- Konversi AC ke DC dari perangkat yang disebut "penyearah"
- Baterai menyediakan DC, yang dihasilkan dari reaksi kimia di dalam baterai
Tangki hanya bisa mendorong air satu arah: keluar dari selang. Mirip dengan baterai penghasil DC, begitu tangki kosong, air tidak lagi mengalir melalui pipa.
Menggambarkan Arus DC
Arus DC didefinisikan sebagai aliran arus "searah"; dan arus hanya mengalir satu arah. Tegangan dan arus dapat bervariasi dari waktu ke waktu, sehingga arah aliran tidak berubah. Untuk menyederhanakan banyak hal, kita akan mengasumsikan bahwa tegangan adalah konstan. Misalnya, baterai A menyediakan 1.5V, yang dapat dijelaskan dalam persamaan matematika sebagai:Jika kita buat grafik ini dari waktu ke waktu, kita melihat tegangan konstan
Grafik di atas berarti bahwa kita dapat mengandalkan sebagian besar sumber DC untuk memberikan tegangan konstan seiring waktu. Sebenarnya, baterai akan perlahan-lahan habis, artinya tegangan akan turun saat baterai digunakan. Untuk sebagian besar tujuan, kita dapat mengasumsikan bahwa tegangannya konstan.
Aplikasi Arus DC
Contoh arus DC elektronik meliputi:- Handphone
- Senter
- TV layar datar (AC masuk ke TV, yang dikonversi menjadi DC)
- Kendaraan hibrida dan listrik
- Power Bank
- Baterai