Resonansi Listrik

Resonansi adalah kondisi ketika dua frekuensi yang sama saling bergetar. sebuah induktor yang terdiri dari 600 lilit kawat pada inti U-I, diragkai dengan kapasitor dengan nilai kapasitas 8,2 μF. dihubungkan dengan sumber tegangan 25 V frekuensi 50 Hz. Dengan menggeser kan inti besi I ke kiri-kanan, terjadi perubahan penunjukan arus A, tegangan V_BL dan V_BC. ketika tegangan V_BL = V_BC, terjadi penunjukan arus maksimum, saat itulah terjadi resonansi.

Gambar vektor diagram arus

Rangkaian resonansi seri resistor, induktor dan kapasitor akan terjadi tiga kemungkinan :

1. Ketika kondisi reaktansi X_L < X_C, yang terjadi tegangan V_BC > V_BL, maka rangkaian akan bersifat kapasitif.

2. Ketika kondisi reaktansi X_L = X_C, yang terjadi tegangan V_BC = V_BC. Ampermeter akan menunjukan arus maksimum, maka beban akan bersifat resistif.

3. Ketika kondisi reaktansi X_L > X_C, yang terjadi tegangan V_BC < V_BL, maka beban akan bersifat induktif.

Grafik arus berbentuk puncak saat terjadi frekuensi resonansi di titik F_r. Impedansi berbentuk lengkung kebawah, harga minimum terjadi di titik frekuensi resonansi (F_r).

Gambar grafik arus saat resonansi pada rangkaian R,L,C seri

Rangkaian resonansi paralel resistor, induktor dan kapasitor terjadi tiga kondisi yaitu:

1. Kondisi dimana reaktansi X_C > X_L, arus cabang I_BL > I_BC, rangkaian akan bersifat induktif.

2. Ketika resistansi X_L = X_C, arus cabang I_BL = I_BC, beban pada rangkaian bersifat resistif (menghambat).

3. Ketika resistansi X_L > X_C, arus cabang I_BC > I_BL, rangkaian akan bersifat kapasitif.

Grafik impedansi (Z) berbentuk puncak saat terjadi frekuensi resonansi di titik Fr. Arus total (I) berbentuk lengkung, harga  minimum terjadi di titik frekuensi resonansi (Fr)

 

Gambar grafik saat resonansi pada rangkaian R, L, C paralel

Persamaan frekuensi resonansi :

Keterangan :
ƒ_r = frekuensi resonansi (Hz)
π = 22/7 atau 3,14
L = Induktor (H)
C = Kapatias (F)
X_L = reaktansi induktif (Ω)
X_C = reaktansi kapasitif (Ω)

Contoh soal :
Jika diketahui sebuah induktor memiliki nilai 1 H di rangkai secara paralel dengan kapasitor C = 22 nF. Berapakah besar nilai frekuensi resonansi nya?

Diketahui : L = 1 H
                   C = 22 nF = 22 x 10_-9 F
Ditanya    : ƒ_r = ?
Jawab       :