Superposisi: Tegangan AC dan DC Seri

Halo semuanya! Mari kita perhatikan soal nomor empat puluh lima ini. Terdapat gambar rangkaian listrik yang menggabungkan sumber tegangan bolak-balik atau A-C dengan sumber tegangan searah atau D-C secara seri.

Pertama, mari kita catat data yang diketahui. Tegangan D-C adalah dua ratus volt, sedangkan tegangan A-C adalah seratus lima puluh sinus omega t volt. Resistor satu besarnya empat puluh tujuh ohm dan resistor beban R-L seratus ohm. Maka, resistansi total rangkaian seri ini adalah empat puluh tujuh ditambah seratus, sama dengan seratus empat puluh tujuh ohm.

Langkah pertama, kita hitung arus maksimum atau i-maks. Arus maksimum terjadi saat tegangan sumber mencapai nilai puncaknya. Tegangan sumber maksimum adalah dua ratus ditambah seratus lima puluh, sama dengan tiga ratus lima puluh volt. Menggunakan hukum Ohm, i-maks adalah tiga ratus lima puluh dibagi seratus empat puluh tujuh, yaitu sekitar dua koma tiga delapan ampere.

Langkah kedua adalah mencari tegangan rata-rata pada R-L. Karena nilai rata-rata gelombang sinus murni adalah nol, maka tegangan rata-rata hanya berasal dari komponen D-C. Dengan rumus pembagi tegangan, V-rata-rata R-L adalah seratus per seratus empat puluh tujuh dikali dua ratus volt, yang hasilnya sekitar seratus tiga puluh enam koma nol lima volt.

Sekarang kita analisis grafiknya. Tegangan total pada R-L akan berosilasi dengan garis tengah atau nilai rata-rata di seratus tiga puluh enam volt. Amplitudo A-C pada beban adalah seratus dua volt, sehingga titik puncaknya mencapai dua ratus tiga puluh delapan volt dan titik terendah atau lembahnya berada di tiga puluh empat volt.

Perhatikan visualisasi grafiknya. Gelombang sinus ini tidak berpusat di nol, melainkan terangkat ke atas karena adanya tegangan D-C. Sumbu horizontal menunjukkan waktu dan sumbu vertikal menunjukkan tegangan dalam satuan volt.

Jadi, kita telah berhasil menentukan arus maksimum sebesar dua koma tiga delapan ampere dan tegangan rata-rata seratus tiga puluh enam koma nol lima volt beserta gambaran grafiknya. Semoga penjelasan ini membantu kalian memahami konsep superposisi A-C dan D-C. Sampai jumpa!