Sirkuit Seri RC

Rangkaian yang berisi resistansi murni R ohm yang dihubungkan secara seri dengan kapasitor murni kapasitansi C farad dikenal sebagai Rangkaian Seri RC. Tegangan sinusoidal diterapkan dan arus I mengalir melalui resistansi (R) dan kapasitansi (C) rangkaian.

Rangkaian seri RC ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Di mana,

• VR – tegangan melintasi resistansi R
• VC – tegangan melintasi kapasitor C
• V – tegangan total pada rangkaian Seri RC

Diagram fasor rangkaian seri RC ditunjukkan di bawah ini:

Langkah-langkah berikut digunakan untuk menggambar diagram fasor rangkaian Seri RC:

• Ambil arus I (nilai rms) sebagai vektor referensi
• Penurunan tegangan pada resistansi VR = IR diambil sefasa dengan vektor arus
• Penurunan tegangan dalam reaktansi kapasitif VC = IXC ditarik 90 derajat di belakang vektor arus, karena arus memimpin tegangan sebesar 90 derajat (dalam rangkaian kapasitif murni)
• Jumlah vektor dari dua penurunan tegangan sama dengan tegangan yang diberikan V (nilai rms).

Sekarang,

VR = IR dan VC = IXC

Dimana XC = I/2πfC

Pada segitiga siku-siku OAB,

Di mana,

Z adalah total oposisi yang ditawarkan untuk aliran arus bolak-balik oleh rangkaian seri RC dan disebut impedansi rangkaian. Ini diukur dalam ohm (Ω).

Dari diagram fasor yang ditunjukkan di atas, jelas bahwa arus dalam rangkaian memimpin tegangan yang diberikan dengan sudut ϕ dan sudut ini disebut sudut fasa.

Jika tegangan bolak-balik diterapkan di sirkuit diberikan oleh persamaan

Kemudian,

Oleh karena itu, daya sesaat diberikan oleh p = vi

Menempatkan nilai v dan i dari persamaan (1) dan (2) dalam p = vi

Daya rata-rata yang dikonsumsi dalam rangkaian selama satu siklus lengkap diberikan oleh:

Dimana cosϕ disebut faktor daya rangkaian.

Menempatkan nilai V dan cosϕ dari persamaan (3) nilai daya akan menjadi

Dari persamaan (4) jelas bahwa daya sebenarnya dikonsumsi oleh resistansi saja dan kapasitor tidak mengkonsumsi daya apa pun dalam rangkaian.

Bentuk gelombang dan kurva daya dari rangkaian RC ditunjukkan di bawah ini:

Berbagai titik pada kurva daya diperoleh dari perkalian nilai tegangan dan arus sesaat.

Daya negatif antara sudut (180° – ϕ) dan 180° dan antara (360° – ϕ) dan 360° dan di sisa siklus, daya positif. Karena luas area di bawah loop positif lebih besar daripada area di bawah loop negatif, maka daya bersih pada satu siklus lengkap adalah positif.