Rangkaian RLC Seri (Diagram Rangkaian & Diagram Fasa)

Apa itu Rangkaian Seri RLC?

Rangkaian seri RLC adalah salah satu jenis rangkaian di mana resistor, induktor, dan kapasitor terhubung secara seri ke sumber tegangan. Rangkaian yang dihasilkan disebut rangkaian seri RLC. Diagram rangkaian dan diagram fasor untuk rangkaian seri RLS ditunjukkan di bawah ini.

Diagram Fasor Rangkaian Seri RLC

Diagram fasor rangkaian seri RLC dibuat dengan menggabungkan diagram fasor dari resistor, induktor, dan kapasitor. Sebelum melakukannya, seseorang harus memahami hubungan antara tegangan dan arus dalam kasus resistor, kapasitor, dan induktor.

1. 
   

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

2. Induktor
   Pada induktor, tegangan dan arus tidak berada pada fase yang sama. Tegangan mendahului arus sebesar 90° atau dengan kata lain, tegangan mencapai nilai maksimum dan nol 90° sebelum arus mencapainya.

3. Kapasitor
   Dalam kasus kapasitor, arus mendahului tegangan sebesar 90° atau dengan kata lain, tegangan mencapai nilai maksimum dan nol 0° setelah arus mencapainya, yaitu diagram fasor kapasitor adalah kebalikan dari induktor.

4. 
   

CATATAN: Untuk mengingat hubungan fase antara tegangan dan arus, pelajari kata sederhana yang disebut 'CIVIL', yaitu pada kapasitor arus mendahului tegangan dan tegangan mendahului arus pada induktor.

Rangkaian RLC
Untuk menggambar diagram fasor rangkaian seri RLC, ikuti langkah-langkah berikut:

Langkah – I. Dalam kasus rangkaian seri RLC; resistor, kapasitor, dan induktor terhubung secara seri; sehingga, arus yang mengalir pada semua elemen tersebut sama, yaitu Ir = Il = Ic = I. Untuk menggambar diagram fasor, ambil phasor arus sebagai acuan dan gambar pada sumbu horizontal seperti yang ditunjukkan dalam diagram.
Langkah – II. Pada kasus resistor, baik tegangan maupun arus berada pada fase yang sama. Jadi, gambar phasor tegangan, VR searah dengan phasor arus, yaitu VR berfase dengan I.
Langkah – III. Kita tahu bahwa pada induktor, tegangan mendahului arus sebesar 90°, jadi gambar Vl (penurunan tegangan pada induktor) tegak lurus terhadap phasor arus dalam arah yang mendahului.
Langkah – IV. Pada kasus kapasitor, tegangan tertinggal 90° dibandingkan arus, jadi gambar Vc (penurunan tegangan pada kapasitor) tegak lurus terhadap phasor arus dalam arah yang menurun.
Langkah – V. Untuk menggambar diagram hasil, gambar Vc dalam arah yang naik. Sekarang, gambar hasil, Vs yang merupakan jumlah vektor dari tegangan Vr dan VL - VC.

Impedansi untuk Rangkaian Seri RLC

Impedansi Z dari rangkaian seri RLC didefinisikan sebagai hambatan terhadap aliran arus, karena hambatan rangkaian R, reaktansi induktif, XL dan reaktansi kapasitif, XC. Jika reaktansi induktif lebih besar daripada reaktansi kapasitif, yaitu XL > XC, maka rangkaian RLC memiliki sudut fase yang tertinggal dan jika reaktansi kapasitif lebih besar daripada reaktansi induktif, yaitu XC > XL maka rangkaian RLC memiliki sudut fase yang mendahului dan jika keduanya sama, yaitu XL = XC maka rangkaian akan berperilaku sebagai rangkaian resistif murni.

Kita tahu bahwa,

Mengganti nilai VS2 = (IR)2 + (I XL – I XC )2