Resonansi Arus AC

Resonansi adalah suatu gejala yangterjadi pada suatu rangkaian bolak-balik yang mengandung elemen induktor dan kapasitor. Resonansi dalam rangkaian seri disebut resonansi seri, sedangkan resonansi parallel (anti resonansi) adalah resonansi rangkaian paralel. Resonansi seri terjadi bila reaktansi induktif sama dengan reaktansi kapasitif, sedangkan Resonansi parallel terjadi bila sustansi induktif disuatu cabang sama dengan sustansi kapasitif pada cabang lainnya.

                                Impedansi suatu rangkaian RLC bergantung kepada frekuensi. Karena reaktansi induktif sebanding lurus dan reaktansi kapasitif berbanding terbalik dengan frekuensi. Besarnya arus AC (I) yang mengalir pada rangkaian RLC seri bergantung pada besarnya tegangan dan impedansi (Z).

Resonansi Arus AC

Arus AC atau kepanjangan dari Alternating Curren adalah arus yang sipatnya mempunya dua arah atau lebih di kenal dengan sebutan arus bolak-balik yang tidak memiliki sisi negatif, dan hanya mempunya ground (bumi). Arus AC biasa di gunakan untuk tegangan listrik PLN sebesar misalnya 220 Volt 50 hertz, ini adalah tegangan standard untuk Indonesia.
Pada dasarnya, di setiap rangkaian arus AC pasti mempunyai nilai induktansi, hambatan dan kapasitas. Akan tetapi nilai hambatan, kapasitas dan induktansi tergantung pada jenis komponen di dalam rangkaian tersebut, yang dalam keadaan tertentu nilainya dapat diabaikan sedangkan pada kondisi lain tidak dapat diabaikan. Dalam arus AC, terdapat hambatan yang disebut impedansi (Z) yang terdiri dari :



(1) Hambatan Murni (R)
(2) Hambatan Induktif (XL)
(3) Hambatan Kapasitor (XC)
Pada rangkaian R-L-C, terdapat 3 kemungkinan impedansi Z dengan sudut fase, yaitu :
(1) X_L > X_C : rangkaian bersifat induktif, arus tertinggal dari tegangan sebesar
(2) X_L < X_C : rangkaian bersifat kapasitif, arus tertinggal dari tegangan sebesar
(3) X_L = X_C : rangkaian bersifat resistif (terjadi resonansi), arus sefase dengan tegangan.
1) Rangkaian seri

gambar di atas menunjukan sebuah rangkaian listrik dengan arus bolak-balik dengan susunan seri yang terdiri dari T sebuah tegangan arus bolak-balik, bangku kapasitor (C), Induktor (L), Hambatan (R) dan sebuah miliamperemeter (mA).
Jika E adalah besarnya tegangan efektif dan ω besarnya frekuensi sudut dari sumber tegangan arus bolak-balik, maka besarnya arus efektif (I) yang mengalir melalui rangkaian tersebut adalah :

dimana :
R = besarnya tahanan (Ohm)
L = besarnya induktansi dari konduktor (Henry)
C = besarnya kapasitansi dari kapasitor (Farad)
I = kuat arus (Ampere)
E = tegangan (Volt)
ω = frekuensi sudut (radian per detik)
Jika nilai C diubah-ubah besarnya, maka akan terdapat harga I yang mencapai harga maksimum. Harga arus maksimum itu dicapai pada saat harga :

Dan besarnya kuat arus :

Rangkaian listrik dimana I mencapai maksimum dan harga disebut : dalam keadaan resonansi seri.

2) Rangkaian paralel

Gambar menunjukkan sebuah rangkaian arus bolak-balik dengan susunan paralel dengan induktor (termasuk hambatannya) dengan kapasitor kemudian disusun seri dengan miliamparemeter ke sumber tegangan arus bolak-balik. Jika E tegangan efektif dari sumber tegangan, maka kuat arus efektifnya adalah :

Jika C diubah-ubah besarnya, maka akan terdapat harga I yang mencapai harga minimum. Harga arus minimum itu dapat dicapai pada saat harga :

dan besar kuat arus :

Seperti halnya pada rangkaian seri, maka pada saat arus mencapai hargga minimum, maka rangkaian tersebut : dalam keadaan resonansi paralel.
Catatan :
Pada percobaan ini tidak dipakai hambatan R khusus, melainkan R diambil dari kumparan konduktornya (induktor terdiri dari kuparan kawat dan besi).