Pengertian Impedansi Dalam Rangkaian Listrik AC Beserta Rumus dan Contoh Soalnya

Listrik merupakan suatu energi yang bisa dihambat atau ditolak. Nah salah satu jenis tolakan atau hambatan tersebut ialah impedansi. Impedansi terjadi pada rangkaian listrik yang diberi tegangan AC. Artikel kali ini akan menjelaskan secara lengkap mengenai pengertian impedansi dalam rangkaian listrik AC beserta rumus dan contoh soal dan jawabannya.

Pengertian Impedansi dan Rumusnya

Seperti yang kita ketahui, pada rangkaian listrik arus DC dikenal yang namanya hambatan total rangkaian. Nah, hal yang sama juga bisa kita temui pada rangkaian listrik yang dialiri dengan arus listrik bolak-balik atau AC (Alternating Current). Salah satu perbedaan antara keduanya terletak pada namanya. Jika pada arus DC bernama ‘hambatan total’ maka di arus AC namnaya ‘impedansi’.

Pengertian impedansi dalam rangkaian listrik AC beserta rumus dan contoh soalnya

Pengertian impedansi dalam rangkaian listrik AC beserta rumus dan contoh soalnya

Rumus untuk menghitungnya pun juga berbeda. Misalnya kita ingin menghitung besarnya impedansi pada rangkaian seri R-L, maka kita gunakan rumus berikut :

Z = \sqrt{R^2 + XL^2}

Kemudian ketika kita menemukan rangkaian seri R-C, maka yang kita gunakan adalah rumus berikut :

Z = \sqrt{R^2 + XC^2}

Dan apabila ingin mengetahui impedansi pada rangkaian R-L-C, maka gunakanlah rumus berikut :

Z = \sqrt{R^2 + (XL - XC)^2}

Keterangan :
Z = Impedansi (Ohm)
R = Hambatan rangkaian (Ohm)
XL = Reaktansi induktif (Ohm)
XC = Reaktansi Kapasitif (Ohm)

Jadi, intinya adalah dengan menjumlahkan antara hambatan rangkaian dengan reaktansi yang ada pada rangkaian. Penjumlahannya juga tidak bisa dilakukan secara langsung, melainkan harus dilakukan secara vektoris.

Karena impedansi merupakan nilai dari hambatan total pada rangkaian listrik arus AC, maka nilai dari impedansi selalu berbanding terbalik dengan besarnya arus listrik. Karena, impedansi bersifat menghambat arus yang lewat sehingga menyebabkan arus yang mengalir menjadi semakin kecil. Secara matematis, hal ini dapat dituliskan sebagai berikut :

I =\frac{V}{Z}

Dengan :
I   = Arus listrik (Ampere)
V  = Tegangan listrik (Volt)
Z  = Impedansi (Ohm)

Untuk lebih memahami tentang rumus impedansi, simaklah contoh soal beserta jawabannya di bawah ini :

Contoh Soal Menghitung Nilai Impedansi

  1. Sebuah rangkaian listrik AC diberi beban berupa lampu pijar dan induktor. Lampu pijar menghasilkan hambatan/resistansi sebesar 260 Ω sedangkan induktor menghasilkan reaktansi induktif sebesar 650 Ω. Hitunglah besarnya impedansi pada rangkaian arus bolak-balik tersebut!

    Diketahui :
    R   = 260 Ohm
    XC = 650 Ohm
    Ditanya     : Z    = … ?
    Jawab :Z = \sqrt{R^2 + XL^2}

    Z = \sqrt{260^2 + 650^2}

    Z = \sqrt{67600 + 422500}

    Z = \sqrt{490100}

    Z = 700, 07

  2. Sebuah rangkaian AC dengan tegangan sumber sebesar 125 Volt diberi beban berupa resistor sebesar 375 Ω dan sebuah kapasitor yang menghasilkan reaktansi kapasitif sebesar 500 Ω. Tentukanlah nilai impedansi serta arus yang dapat mengalir pada rangkaian tersebut!

    Diketahui :
    V   = 125 Volt
    R    = 375 Ohm
    XC = 500 Ohm
    Ditanya     : Z    = … ?
    Jawab :

    Z = \sqrt{R^2 + XC^2}Z = \sqrt{375^2 + 500^2}

    Z = \sqrt{140625 + 250000}

    Z = \sqrt{390625}

    Z = 625

    Besarnya arus :

    I = \frac{V}{Z}

    I = \frac{125}{625}

    I = 0,2 Ampere

  3. Terdapat rangkaian AC yang diberi beban berupa lampu pijar, induktor, dan kapasitor. Pada lampu pijar terjadi resistansi sebesar 20 Ω, pada induktor terjadi reaktansi induktif sebesar 10 Ω, lalu pada kapasitor terjadi reaktansi kapasitif sebesar 5 Ω. Jika diketahui arus yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah 5 Ampere. Hitunglah besarnya impedansi dan tegangan sumbernya!

    Diketahui :
    V   = 125 Volt
    XC = 500 Ohm
    Ditanya     : Z    = … ?
    Jawab :Z = \sqrt{R^2 + (XL^2 - XC^2)}

    Z = \sqrt{20^2 + (10 - 5)^2}

    Z = \sqrt{20^2 + 5^2}

    Z = \sqrt{400 + 25}

    Z = \sqrt{375

    Z = 19,36

Demikianlah pembahasan kali ini tentang pengertian impedansi dalam rangkaian listrik AC beserta rumus dan contoh soalnya. Semoga bermanfaat untuk para pembaca sekalian.

 

Leave a Reply