Dasar-Dasar Elektronika: Apa itu Arus Bolak-balik?

Arus bolak-balik sangat penting dalam elektronika karena satu alasan sederhana: Arus listrik yang dapat Anda akses dengan cara menghubungkan sirkuit ke stopkontak akan berubah. arus.

Arus listrik yang mengalir terus menerus dalam satu arah disebut arus searah , atau DC . Dalam rangkaian arus searah, arus ini disebabkan oleh elektron yang semuanya berbaris dan bergerak dalam satu arah.

Dalam sebuah kawat yang membawa arus searah, elektron melompat dari atom ke atom sambil bergerak dalam satu arah. Dengan demikian, sebuah elektron yang memulai perjalanannya di salah satu ujung kawat akhirnya akan berakhir di ujung kawat yang lain.

Pada arus bolak-balik , elektron tidak bergerak hanya dalam satu arah. Sebagai gantinya, mereka melompat dari satu atom ke atom ke satu arah untuk sementara, lalu berbalik dan melompat dari satu atom ke atom ke arah yang berlawanan. Seringkali, elektron berubah arah. Dengan arus bolak-balik, elektron tidak bergerak maju dengan mantap. Sebaliknya, mereka hanya bergerak maju mundur.

Bila elektron dalam arah pengalihan arus bolak-balik, arah arus dan voltase rangkaian membalikkan dirinya sendiri. Dalam sistem distribusi tenaga publik di Amerika Serikat, (termasuk arus rumah tangga), tegangan baliknya sendiri 60 kali per detik. Di beberapa negara, voltase membalikkan diri sebanyak 50 kali per detik.

Tingkat di mana alternating current reverses direction disebut frekuensi , dinyatakan dalam hertz. Dengan demikian, arus standar rumah tangga di Amerika Serikat adalah 60 Hz.

Dalam rangkaian arus bolak-balik, voltase, dan karena arus, selalu berubah. Namun, voltase tidak langsung membalikkan polaritasnya. Sebaliknya, tegangan terus meningkat dari nol sampai mencapai tegangan maksimum, yang disebut tegangan puncak .

Kemudian, voltase mulai turun lagi kembali ke nol. Tegangan kemudian membalikkan polaritas dan turun di bawah nol, kembali menuju tegangan puncak namun polaritas negatif. Saat mencapai tegangan negatif puncak, ia mulai mendaki kembali sampai mencapai nol. Kemudian siklusnya berulang.

Perubahan voltase ayun penting karena adanya hubungan dasar antara medan magnet dan arus listrik. Ketika sebuah konduktor (seperti kawat) bergerak melalui medan magnet, medan magnet menginduksi arus pada kawat. Tetapi jika konduktor itu relatif terhadap medan magnet, tidak ada arus yang diinduksi.

Gerakan fisik tidak diperlukan untuk menciptakan efek ini. Jika konduktor tetap dalam posisi tetap tapi intensitas medan magnet meningkat atau menurun (jika medan magnet mengembang atau berkontraksi), arus diinduksi pada konduktor sama seperti jika medan magnet tetap dan konduktor secara fisik bergerak melintasi lapangan.

Karena voltase arus bolak-balik selalu meningkat atau menurun saat ayunan polaritas dari positif ke negatif dan kembali lagi, medan magnet yang mengelilingi arus selalu runtuh atau meluas. Jadi, jika Anda menempatkan konduktor dalam medan magnet yang meluas dan runtuh ini, arus bolak akan diinduksi pada konduktor.

Sepertinya sihir! Dengan arus bolak-balik, ada kemungkinan arus dalam satu kawat untuk menginduksi arus dalam kawat yang berdekatan, meskipun tidak ada kontak fisik antara kabel.

Intinya adalah ini: Arus bolak-balik dapat digunakan untuk membuat medan magnet yang berubah, dan medan magnet yang berubah dapat digunakan untuk menciptakan arus bolak-balik. Hubungan antara arus bolak-balik dan medan magnet membuat tiga perangkat penting:

• Alternator: Perangkat yang menghasilkan arus bolak-balik dari sumber gerakan berputar, seperti turbin yang didukung oleh air yang mengalir atau uap atau kincir angin. Alternator bekerja dengan menggunakan gerakan berputar untuk memutar magnet yang ditempatkan di dalam koil kawat. Saat magnet berputar, medan magnetnya bergerak, yang menginduksi arus bolak-balik pada kawat melingkar.

• Motor: Kebalikan dari alternator. Ini mengubah arus bolak-balik menjadi gerakan berputar. Dalam bentuknya yang paling sederhana, motor hanyalah alternator yang terhubung ke belakang. Sebuah magnet dipasang pada poros yang bisa diputar; magnet ditempatkan di belokan kumparan kawat.

  Bila arus bolak-balik diterapkan pada koil, medan magnet naik dan turun yang dihasilkan oleh arus menyebabkan magnet berputar, yang mengubah porosnya.

• Transformer: Terdiri dari dua gulungan kawat yang ditempatkan dalam jarak dekat. Jika arus bolak-balik ditempatkan pada salah satu gulungan, medan magnet yang runtuh dan meluas akan menginduksi arus bolak-balik pada koil lainnya.