GGELOMBANG AC SINUSOIDA

GELOMBANG AC

Direct Current atau DC adalah bentuk arus atau tegangan yang mengalir di sekitar sirkuit listrik dalam satu arah saja, membuatnya menjadi "Uni-directional"  atau searah supply. Secara umum, baik arus DC dan tegangan yang dihasilkan oleh pasokan listrik, baterai, dinamo, dan sel surya untuk beberapa nama. Sebuah tegangan atau arus DC mempunyai besar tetap (amplitudo) dan arah yang pasti terkait dengannya. Sebagai contoh, + 12V mewakili 12 volt ke arah yang positif, atau 5V mewakili 5 volt ke arah negatif.

Kita juga tahu bahwa pasokan listrik DC tidak mengubah nilai mereka berkaitan dengan waktu, mereka adalah nilai konstan yang mengalir ke arah kondisi mapan terus menerus. Dengan kata lain, DC mempertahankan nilai yang sama untuk setiap saat dan pasokan uni-directional DC konstan tidak pernah berubah atau menjadi negatif kecuali koneksi yang secara fisik terbalik. Sebuah contoh dari rangkaian arus DC sederhana atau langsung ditampilkan di bawah.

Fungsi bolak-balik atau gelombang AC dapat pula didefinisikan sebagai salah satu bentuk gelombang yang bervariasi di kedua besaran  dan arah, lebih atau kurang bahkan cara terhadap waktu membuatnya menjadi "Bi-directional" gelombang atau gelombang bolak balik. Fungsi AC dapat mewakili baik sumber daya atau sumber sinyal dengan bentuk sebuah gelombang AC umumnya  di definisikan matematika oleh: 

A (t) = A max  x  sin (2πƒt).

Gelombang AC memberikan deskripsi lengkap atas Alternating Current, umumnya mengacu pada gelombang waktu bervariasi dengan paling umum dari semua yang disebut Sinusoida lebih dikenal sebagai Sinusoidal gelombang. Bentuk gelombang sinusoidal yang lebih umum disebut dengan deskripsi singkat sebagai Gelombang sinus. Gelombang sinus adalah jauh salah satu jenis yang paling penting dari bentuk gelombang AC yang digunakan dalam teknik listrik.

Bentuk diperoleh dengan memplot nilai-nilai ordinat sesaat dari tegangan atau arus terhadap waktu disebut gelombang AC. Sebuah gelombang AC terus berubah polaritas setiap setengah siklus bergantian antara nilai maksimum positif dan nilai maksimum negatif masing-masing berkaitan dengan waktu dengan contoh umum ini menjadi pasokan tegangan listrik rumah tangga yang kami gunakan di rumah kita.

Ini berarti kemudian bahwa AC gelombang adalah "tergantung waktu sinyal" dengan jenis yang paling umum dari sinyal tergantung waktu adalah bahwa dari Berkala gelombang. Gelombang periodik atau AC adalah produk yang dihasilkan dari generator listrik berputar. Umumnya, bentuk bentuk gelombang periodik dapat dihasilkan dengan menggunakan frekuensi dasar dan melapiskan dengan sinyal harmonik dari berbagai frekuensi dan amplitudo tapi itu untuk tutorial lain.

tegangan dan arus AC tidak dapat disimpan dalam baterai atau sel seperti  arus searah, itu jauh lebih mudah dan lebih murah untuk menghasilkan mereka menggunakan alternator dan generator gelombang bila diperlukan. Jenis dan bentuk bentuk gelombang AC tergantung pada generator atau perangkat produksi mereka, tetapi semua bentuk gelombang AC terdiri dari garis nol tegangan yang membagi bentuk gelombang menjadi dua bagian simetris. Karakteristik utama dari anac gelombang didefinisikan sebagai:

Karakteristik gelombang AC 

• Periode, (T) adalah lamanya waktu dalam detik yang gelombang yang diperlukan untuk mengulanginya sendiri dari awal sampai akhir. Hal ini juga dapat disebut periodik Waktu gelombang untuk gelombang sinus, atau Lebar Pulse untuk gelombang persegi. 

• Frekuensi, (f) adalah jumlah kali gelombang berulang dalam jangka waktu satu detik. Frekuensi adalah kebalikan dari periode waktu, (f = 1 / T) dengan satuan frekuensi menjadi Hertz, (Hz). 

• Amplitude (A) adalah besarnya atau intensitas gelombang sinyal diukur dalam volt atau ampere.

Dalam tutorial kami tentang Bentuk gelombang, kita melihat berbagai jenis bentuk gelombang dan mengatakan bahwa "Bentuk gelombang pada dasarnya representasi visual dari variasi tegangan atau arus diplot ke basis waktu". Umumnya, untuk AC bentuk gelombang garis dasar horisontal ini merupakan kondisi nol dari tegangan atau arus. Setiap bagian dari jenis gelombang AC yang terletak di atas horizontal nol sumbu merupakan tegangan atau arus yang mengalir dalam satu arah.

Demikian juga, setiap bagian dari gelombang yang terletak di bawah horisontal nol sumbu merupakan tegangan atau arus yang mengalir ke arah yang berlawanan dengan yang pertama. Umumnya untuk sinusoidal AC gelombang bentuk gelombang di atas nol sumbu adalah sama dengan bentuk bawahnya. Namun, bagi sebagian besar sinyal AC non-power termasuk bentuk gelombang audio yang ini tidak selalu terjadi.

Yang paling umum bentuk gelombang sinyal periodik yang digunakan dalam Teknik Elektro dan Elektronik adalah Bentuk gelombang sinusoida. Namun, gelombang AC mungkin tidak selalu mengambil bentuk bentuk halus berbasis di sekitar trigonometri sinus cosinus atau fungsi. AC bentuk gelombang juga dapat mengambil bentuk baik Waves Complex, Waves Square atau Gelombang segitiga dan ini ditunjukkan di bawah ini.

Waktu yang dibutuhkan gelombang AC untuk menyelesaikan satu pola penuh dari setengah positif setengah negatif dan kembali ke dasar nol lagi disebut Siklus dan satu siklus lengkap berisi baik positif setengah siklus dan setengah siklus negatif. Waktu yang dibutuhkan oleh gelombang untuk menyelesaikan satu siklus penuh disebut periodik Waktu gelombang, dan diberi simbol "T".

Jumlah siklus lengkap yang diproduksi dalam satu detik (siklus / detik) disebut Frequency, simbol ƒ dari gelombang bolak-balik. Frekuensi diukur dalam Hertz, (Hz) dinamai fisikawan Jerman Heinrich Hertz.

Kemudian kita bisa melihat bahwa ada hubungan antara siklus (osilasi), waktu periodik dan frekuensi (siklus per detik), jadi jika ada sejumlah ƒ siklus dalam satu detik, setiap siklus individu harus mengambil 1 / f detik untuk menyelesaikan.

Contoh No1

1. Apa yang akan menjadi waktu periodik dari gelombang 50Hz dan 

2. Berapa frekuensi dari gelombang AC yang memiliki waktu periodik 10mS.

2).

Frekuensi yang digunakan untuk diekspresikan dalam "siklus pek detik" disingkat "cps", tapi hari ini lebih sering ditentukan dalam satuan yang disebut "Hertz". Untuk daya domestik pasokan frekuensi akan baik 50Hz atau 60Hz tergantung pada negara dan ditetapkan oleh kecepatan rotasi generator. Tapi satu hertz adalah unit yang sangat kecil sehingga awalan yang digunakan yang menunjukkan urutan besarnya gelombang pada frekuensi yang lebih tinggi seperti kHz, MHz dan bahkan GHz.

Amplitudo gelombang AC

Parameter penting lain dari gelombang AC adalah Amplitudo, lebih dikenal sebagai nilai maksimum atau puncak yang diwakili oleh istilah, V max untuk   tegangan atau    

I max.

Nilai puncak adalah nilai terbesar dari tegangan atau arus yang gelombang mencapai selama setiap siklus setengah diukur dari nol awal. Tidak seperti tegangan DC atau arus yang memiliki steady state yang dapat diukur atau dihitung dengan menggunakan Hukum Ohm , kuantitas bolak terus berubah nilainya dari waktu ke waktu.

Untuk bentuk gelombang sinusoidal murni nilai puncak ini akan selalu sama untuk kedua setengah siklus (  + Vm = -Vm  ) tetapi untuk non-sinusoidal atau kompleks bentuk gelombang nilai puncak maksimum bisa sangat berbeda untuk setiap setengah siklus. Kadang-kadang, bolak bentuk gelombang diberi puncak ke puncak , V pp nilai dan ini hanya jarak atau jumlah tegangan antara nilai puncak maksimum, + V max dan nilai puncak minimum, -V max selama satu siklus lengkap.

Rata-Rata Nilai gelombang AC

Rata-rata atau nilai rata-rata dari tegangan DC terus menerus akan selalu sama dengan nilai puncak maksimum sebagai tegangan DC konstan. Nilai rata-rata ini hanya akan berubah jika siklus perubahan tegangan DC. Dalam gelombang sinus murni jika nilai rata-rata dihitung selama siklus penuh, nilai rata-rata akan sama dengan nol sebagai bagian positif dan negatif akan membatalkan satu sama lain. Jadi rata-rata atau nilai rata-rata dari suatu bentuk gelombang AC dihitung atau diukur selama setengah siklus saja dan ini ditunjukkan di bawah ini.

Untuk menemukan nilai rata-rata gelombang kita perlu menghitung daerah di bawah gelombang dengan menggunakan aturan mid-ordinat, trapesium aturan atau aturan Simpson ditemukan biasanya dalam matematika. Perkiraan area di bawah setiap gelombang tidak teratur dapat dengan mudah ditemukan dengan hanya menggunakan aturan mid-ordinat.

Garis dasar nol sumbu dibagi menjadi sejumlah bagian yang sama dan dalam contoh sederhana kita di atas nilai ini adalah sembilan, (V 1 ke V 9  ). Garis koordinasi lebih yang ditarik lebih akurat akan menjadi rata-rata akhir atau nilai rata-rata. Nilai rata-rata akan menjadi penambahan semua nilai sesaat ditambahkan bersama-sama dan kemudian dibagi dengan jumlah. Hal ini diberikan sebagai.

Dimana: n sama dengan jumlah aktual pertengahan koordinat yang digunakan.

Untuk gelombang sinusoidal murni rata-rata atau nilai rata-rata akan selalu sama dengan 0,637 x V max dan hubungan ini juga berlaku untuk nilai rata-rata saat ini.

RMS Nilai  gelombang AC

Nilai rata-rata dari gelombang AC TIDAK sama dengan nilai rata-rata gelombang DC. Hal ini karena gelombang AC terus berubah dengan waktu dan efek pemanasan yang diberikan oleh rumus 

         (  P = I . I  .R  ), 

juga akan mengubah menghasilkan konsumsi daya yang positif. Nilai rata-rata setara untuk sistem arus bolak-balik yang menyediakan kekuatan yang sama dengan beban sebagai rangkaian ekuivalen DC disebut "nilai efektif".

Kekuatan ini efektif dalam sistem arus bolak-balik karena itu sama dengan: (  I  2 .R.Average  ). Sebagai kekuatan sebanding dengan arus squared, arus efektif, saya akan sama dengan √  Saya squared Average. Oleh karena itu, arus efektif dalam sistem AC disebut Root Mean Squared atau RMS nilai dan nilai-nilai RMS nilai setara DC yang memberikan kekuatan yang sama ke beban.

Nilai efektif atau RMS dari arus bolak diukur dari segi nilai arus searah yang menghasilkan efek pemanasan yang sama dalam perlawanan nilai yang sama. RMS nilai bentuk gelombang AC apapun dapat ditemukan dari modifikasi rumus nilai rata-rata sebagai berikut.

Dimana: n sama dengan jumlah mid-koordinat.

Untuk gelombang sinusoidal murni nilai efektif atau RMS ini akan selalu sama dengan

1 / √ 2  x V maks

yang sama dengan

0,707 x V max

dan hubungan ini berlaku untuk RMS nilai saat ini. Nilai RMS untuk gelombang sinusoidal selalu lebih besar dari nilai rata-rata kecuali untuk gelombang persegi panjang. Dalam hal ini efek pemanasan tetap konstan sehingga rata-rata dan nilai-nilai RMS akan sama.

Satu komentar terakhir tentang nilai-nilai RMS. Kebanyakan multimeter, baik digital atau analog kecuali dinyatakan lain hanya mengukur nilai RMS tegangan dan arus dan tidak rata-rata. Oleh karena itu ketika menggunakan multimeter pada sistem arus searah membaca akan sama dengan 

I = V / R 

dan untuk sistem arus bolak-balik membaca akan sama dengan

IRMS = Vrms / R .

kecuali untuk perhitungan daya rata-rata, ketika menghitung RMS atau tegangan puncak, hanya menggunakan V RMS untuk menemukan nilai RMS, atau tegangan puncak, Vp untuk menemukan arus puncak, nilai Ip. Jangan mencampur dua rata-rata sama, RMS atau nilai puncak karena mereka benar-benar berbeda dan hasilnya akan salah.

Form Factor dan Crest Factor

Meskipun sedikit digunakan hari ini, baik Form Factor dan Crest Factor dapat digunakan untuk memberikan informasi tentang bentuk sebenarnya dari gelombang AC. Form Factor adalah perbandingan antara nilai rata-rata dan nilai RMS dan diberikan sebagai.

AC faktor bentuk gelombang

Untuk gelombang sinusoidal murni Form Factor akan selalu sama dengan 1,11 .

Crest Factor adalah rasio antara nilai RMS dan nilai Puncak gelombang dan diberikan sebagai.

AC faktor gelombang puncak

Untuk gelombang sinusoidal murni Faktor Crest akan selalu sama dengan 1,414 .

 Contoh No2

Sebuah arus bolak-balik sinusoidal dari 6 amp mengalir melalui resistansi 40Ω. Hitung tegangan rata-rata dan tegangan puncak pasokan.

Penggunaan dan perhitungan rata-rata, RMS, Form factor dan Crest Factor juga dapat digunakan dengan semua jenis gelombang periodik termasuk Segitiga, Square, sawtoothed atau tegangan yang tidak teratur atau kompleks / bentuk gelombang arus lainnya. Konversi antara berbagai nilai sinusoidal kadang-kadang dapat membingungkan sehingga tabel berikut memberikan cara mudah untuk mengubah satu nilai gelombang sinus yang lain.

Sumber bacaan :
http://www.electronics-tutorials.ws/accircuits/ac-waveform.html