Arus dan tegangan AC (nilai puncak, efektif, rata-rata), rangkaian RLC seri (resistor, induktor, kapasitor), reaktansi, impedansi, daya AC, faktor daya, resonansi.
daya AC P = V_ef.I_ef.cos phi; cos phi = R/Z (faktor daya)
resonansi: X_L = X_C => omega = 1/sqrt(L.C); Z = R minimum
Contoh soal Arus Bolak-Balik (AC) dan pembahasannya
5 soal pilihan ganda berikut diambil dari bank soal SekolahSMA, lengkap dengan pembahasan langkah demi langkah. Coba kerjakan dulu sebelum membaca pembahasannya.
SOAL 1
Yang membedakan arus bolak-balik (AC) dengan arus searah (DC) adalah...
A.arus AC selalu lebih besar dari arus DC
B.arus DC tidak dapat menggerakkan motor
C.arus DC hanya dihasilkan oleh baterai
D.arah arus AC berubah secara periodik terhadap waktu ✓ Jawaban benar
E.arus AC tidak dapat menghasilkan panas
Pembahasan
Konsep: AC = arah arus BERUBAH periodik (sinusoidal).
Langkah penyelesaian:
1. Kembali ke arti namanya: bolak-balik menunjuk pada ARAH arus yang berganti-ganti, sedangkan searah berarti arahnya tetap.
2. Pada arus bolak-balik, arah aliran muatan berbalik secara berkala mengikuti pola sinus terhadap waktu.
3. Pada arus searah, arahnya tidak pernah berbalik meskipun besarnya boleh berubah-ubah.
4. Jadi pembeda pokoknya terletak pada berbalik atau tidaknya arah arus, bukan pada besar arusnya, sumbernya, maupun kemampuannya menghasilkan panas.
Jawaban benar: D -- pembeda pokoknya adalah arah arus yang berbalik secara berkala terhadap waktu, sedangkan pada arus searah arahnya tetap sepanjang waktu.
Tips: AC = arah arus BERUBAH periodik (sinusoidal). DC = arah TETAP. PLN pakai AC karena bisa diubah V-nya pakai trafo (transmisi efisien).
SOAL 2
Frekuensi sumber listrik AC dari PLN di Indonesia adalah...
A.50 Hz ✓ Jawaban benar
B.60 Hz
C.100 Hz
D.220 Hz
E.1000 Hz
Pembahasan
Konsep: Frekuensi standar jaringan listrik PLN di Indonesia adalah 50 Hz.
Jawaban benar: A -- Opsi A tepat karena Indonesia (mengikuti standar Eropa/sebagian Asia) memakai frekuensi 50 Hz, sehingga T=1/f=0,02 s dan ω=2πf≈314 rad/s.
Tips: Hafal: PLN Indonesia 50 Hz → T = 0,02 s, ω = 100π ≈ 314 rad/s.
SOAL 3
Impedansi pada rangkaian RLC seri dirumuskan...
A.Z=R+XL+XC
B.Z = √(R² + (X_L - X_C)²) ✓ Jawaban benar
C.Z=R+XL−XC
D.Z = R · (XL−XC)
E.Z = √(R² + X_L² + X_C²)
Pembahasan
Konsep: Impedansi RLC seri dijumlahkan secara vektor (fasor), bukan aljabar biasa, karena V_R, V_L, dan V_C berbeda fase.
Jawaban benar: B -- Opsi B tepat karena V_R sefase, V_L mendahului 90°, dan V_C tertinggal 90°, sehingga reaktansi total = (X_L − X_C) dan Z = √(R² + (X_L − X_C)²) lewat Pythagoras.
Tips: Ingat segitiga impedansi: Z = √(R² + (X_L − X_C)²) -- Pythagoras, bukan jumlah biasa.
SOAL 4
Rangkaian RLC seri dikatakan beresonansi ketika...
A.XL=R+XC
B.XL · XC = R²
C.R=XL
D.R=XC
E.XL=XC ✓ Jawaban benar
Pembahasan
Konsep: Resonansi RLC seri terjadi ketika reaktansi induktif sama dengan reaktansi kapasitif (XL=XC).
Jawaban benar: E -- Opsi E tepat karena saat XL=XC, suku (XL−XC)=0 sehingga Z=R minimum dan arus maksimum -- inilah definisi resonansi.
Tips: Resonansi = XL=XC → Z minimum (=R) → arus maksimum.
SOAL 5
Frekuensi sudut resonansi (ω₀) pada rangkaian RLC seri dirumuskan...
A.ω₀ = 1/(LC)
B.ω₀ = R/(LC)
C.ω₀ = 1/√(LC) ✓ Jawaban benar
D.ω₀ = √(LC)
E.ω₀ = LC
Pembahasan
Konsep: Frekuensi sudut resonansi diperoleh dari XL=XC, menghasilkan ω₀ = 1/√(LC).
Jawaban benar: C -- Opsi C tepat karena dari ωL = 1/(ωC) didapat ω² = 1/(LC) sehingga ω₀ = 1/√(LC); nilainya hanya bergantung pada L dan C.
Tips: ω₀ = 1/√(LC), f₀ = 1/(2π√LC); R hanya mengatur ketajaman (Q), bukan frekuensi.
Latihan soal Arus Bolak-Balik (AC)
Tersedia 60 soal latihan Arus Bolak-Balik (AC) dengan pembahasan langkah demi langkah, plus Kak Guru AI yang menjelaskan konsep 24/7. Mulai gratis tanpa kartu kredit.