Arus Bolak-balik: Definisi, Sifat, dan Aplikasi
Apa itu Arus Bolak-Balik
Arus bolak-balik (AC) adalah arus listrik yang berubah arah dan magnitudenya secara periodik. Berbeda dengan arus searah (DC), yang mengalir hanya dalam satu arah, AC dapat digunakan untuk mentransmisikan daya jarak jauh dengan kerugian energi yang lebih sedikit. AC juga merupakan bentuk energi listrik yang digunakan oleh sebagian besar peralatan rumah tangga dan perangkat ketika dicolokkan ke stopkontak.
Bentuk gelombang AC dapat bervariasi tergantung pada sumber dan beban. Gelombang paling umum adalah gelombang sinus, yang memiliki bentuk halus dan simetris. Gelombang lainnya termasuk gelombang persegi, segitiga, dan gigi gergaji, yang memiliki karakteristik dan aplikasi yang berbeda.
Bagaimana Cara Mengukur Arus Bolak-Balik?
Salah satu cara untuk mengukur AC adalah dengan menggunakan nilai RMS-nya. Nilai RMS dari gelombang AC adalah nilai DC setara yang akan menghasilkan jumlah panas yang sama di sebuah resistor. Nilai RMS dapat dihitung dengan mengkuadratkan nilai instan dari gelombang AC, mengambil rata-rata selama satu siklus, dan kemudian mengambil akar kuadratnya.
Nilai RMS dari gelombang AC sinusoidal sama dengan nilai puncaknya dibagi dengan akar kuadrat dua:
Nilai RMS dari gelombang AC persegi sama dengan nilai puncaknya:
Nilai RMS dari gelombang AC segitiga sama dengan nilai puncaknya dibagi dengan akar kuadrat tiga:
Nilai RMS dari gelombang AC gigi gergaji sama dengan nilai puncaknya dibagi dengan akar kuadrat enam:
Cara lain untuk mengukur AC adalah dengan menggunakan frekuensinya. Frekuensi gelombang AC adalah jumlah siklus atau periode yang terjadi dalam satu detik. Satuan frekuensi adalah hertz (Hz), yang berarti siklus per detik. Misalnya, gelombang AC 60 Hz menyelesaikan 60 siklus dalam satu detik.
Frekuensi gelombang AC berkaitan dengan periode, yaitu waktu yang diperlukan untuk satu siklus selesai. Periode dapat dihitung dengan membagi satu detik dengan frekuensi:
Frekuensi dapat dihitung dengan membagi satu detik dengan periode:
Mengapa Arus Bolak-Balik Digunakan?
Arus bolak-balik memiliki banyak keuntungan dibandingkan arus searah untuk transmisi dan distribusi daya. Beberapa keuntungan tersebut antara lain:
Pembangkitan mudah: AC dapat dibangkitkan dengan mudah dengan memutar gulungan kawat di dalam medan magnet atau dengan memutar magnet di sekitar gulungan kawat. Ini tidak memerlukan komutator atau rectifier, yang diperlukan untuk pembangkitan DC.
Tegangan transformasi: AC dapat ditingkatkan atau diturunkan dengan mudah dengan menggunakan transformator, yang merupakan perangkat yang menggunakan induksi elektromagnetik untuk mengubah tingkat tegangan dan arus dari rangkaian AC. Hal ini memungkinkan AC untuk ditransmisikan pada tegangan tinggi dan arus rendah, yang mengurangi kerugian daya karena hambatan kabel. Ini juga memungkinkan AC untuk disalurkan pada tegangan dan arus yang berbeda untuk aplikasi dan perangkat yang berbeda.
Faktor daya koreksi: AC dapat disesuaikan untuk meningkatkan faktor dayanya, yang merupakan ukuran seberapa efisien rangkaian AC menggunakan daya. Faktor daya didefinisikan sebagai rasio daya nyata (daya yang melakukan pekerjaan berguna) terhadap daya semu (hasil kali tegangan dan arus). Faktor daya rendah berarti bahwa beberapa daya terbuang sebagai daya reaktif (daya yang bergerak bolak-balik antara sumber dan beban). Daya reaktif dapat menyebabkan fluktuasi tegangan, overheating, dan peningkatan kerugian dalam rangkaian AC. Faktor daya dapat ditingkatkan dengan menambah kapasitor atau
