Analisis Rangkaian Seri RL

Apa itu Sirkuit RL?

Sirkuit RL (juga dikenal sebagai filter RL atau jaringan RL) didefinisikan sebagai rangkaian listrik yang terdiri dari elemen-elemen pasif yaitu resistor (R) dan induktor (L) yang dihubungkan bersama, dipicu oleh sumber tegangan atau sumber arus.

Karena adanya resistor dalam bentuk ideal rangkaian, sirkuit RL akan mengkonsumsi energi, mirip dengan sirkuit RC atau sirkuit RLC.

Ini berbeda dengan bentuk ideal sirkuit LC, yang tidak akan mengkonsumsi energi karena tidak adanya resistor. Meskipun ini hanya dalam bentuk ideal rangkaian, dan dalam praktiknya, bahkan sirkuit LC pun akan mengkonsumsi beberapa energi karena resistansi komponen dan kabel penghubung yang tidak nol.

Pertimbangkan sirkuit RL sederhana di mana resistor, R dan induktor, L dihubungkan secara seri dengan sumber tegangan V volt. Mari kita asumsikan bahwa arus yang mengalir dalam rangkaian adalah I (amp) dan arus melalui resistor dan induktor adalah IR dan IL masing-masing. Karena kedua resistansi dan induktor dihubungkan secara seri, maka arus dalam kedua elemen dan rangkaian tetap sama. yaitu IR = IL = I. Misalkan VR dan Vl adalah penurunan tegangan di seberang resistor dan induktor.

Dengan menerapkan Hukum Tegangan Kirchhoff (yaitu jumlah penurunan tegangan harus sama dengan tegangan yang diterapkan) ke rangkaian ini, kita mendapatkan,

Diagram Fasor untuk Sirkuit RL

Sebelum menggambar diagram fasor sirkuit RL seri, seseorang harus mengetahui hubungan antara tegangan dan arus dalam kasus resistor dan induktor.

1. 
   

1. Resistor
   Dalam kasus resistor, tegangan dan arus berada dalam fase yang sama atau dapat dikatakan bahwa perbedaan sudut fase antara tegangan dan arus adalah nol.

1. 
   

1. Induktor
   Dalam induktor, tegangan dan arus tidak berada dalam fase. Tegangan memimpin arus sebesar 90o atau dengan kata lain, tegangan mencapai nilai maksimum dan nol 90o sebelum arus mencapainya.

1. Sirkuit RL
   Untuk menggambar diagram fasor sirkuit RL seri; ikuti langkah-langkah berikut:

Langkah- I. Dalam kasus sirkuit RL seri, resistor dan induktor dihubungkan secara seri, sehingga arus yang mengalir di kedua elemen tersebut sama, yaitu IR = IL = I. Jadi, ambil fasa arus sebagai referensi dan gambar pada sumbu horizontal seperti yang ditunjukkan dalam diagram.
Langkah- II. Dalam kasus resistor, baik tegangan maupun arus berada dalam fase yang sama. Jadi, gambar vektor tegangan, VR sepanjang sumbu atau arah yang sama dengan fasa arus. yaitu VR sefase dengan I.

Langkah- III. Kita tahu bahwa dalam induktor, tegangan memimpin arus sebesar 90o, jadi gambar VL (penurunan tegangan di seberang induktor) tegak lurus dengan fasa arus.
Langkah- IV. Sekarang kita memiliki dua tegangan VR dan VL. Gambar vektor hasil (VG) dari kedua tegangan tersebut. Seperti,
dan dari segitiga siku-siku kita dapat, sudut fase