Jawaban:

Untuk menentukan sifat rangkaian, impedansi, kuat arus, tegangan pada resistor, inductor, dan kapasitor, serta faktor daya dari rangkaian yang terdiri dari resistor dengan hambatan 8 Ω, inductor dengan reaktansi induktif 22 Ω, dan kapasitor dengan rektansi kapasitif 16 Ω yang dirangkai seri dan dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik dengan tegangan efektif 200 V, pertama-tama kita perlu menentukan impedansi total dari rangkaian tersebut.

Impedansi total dari rangkaian seri dapat dicari dengan menjumlahkan impedansi masing-masing komponen pada rangkaian tersebut. Jadi, impedansi total dari rangkaian tersebut adalah:

Z = R + jX

= 8 Ω + j(22 Ω + 16 Ω)

= 8 Ω + j38 Ω

Sekarang kita dapat menentukan sifat rangkaian, yaitu apakah rangkaian tersebut merupakan rangkaian induktif, kapasitif, atau resistif. Rangkaian akan disebut sebagai rangkaian resistif jika reaktansi kapasitif dan reaktansi induktif bernilai nol, sebagai rangkaian kapasitif jika reaktansi kapasitif bernilai positif dan reaktansi induktif bernilai nol, dan sebagai rangkaian induktif jika reaktansi kapasitif bernilai nol dan reaktansi induktif bernilai positif.

Dari hasil perhitungan di atas, kita dapat melihat bahwa reaktansi kapasitif bernilai positif dan reaktansi induktif juga bernilai positif. Oleh karena itu, rangkaian tersebut merupakan rangkaian kapasitif-induktif atau rangkaian L-C.

Sekarang kita dapat menentukan kuat arus yang mengalir melalui rangkaian tersebut dengan menggunakan rumus:

I = V / Z

di mana I adalah kuat arus, V adalah tegangan efektif, dan Z adalah impedansi total.

Jadi, kuat arus yang mengalir melalui rangkaian tersebut adalah:

I = V / Z = (200 V) / (8 Ω + j38 Ω) = 23.53 A

Sekarang kita dapat menentukan tegangan pada masing-masing komponen pada rangkaian tersebut dengan menggunakan rumus V = IZ.

Tegangan pada resistor dapat dicari dengan menggunakan rumus:

Vr = Ir * R

di mana Vr adalah tegangan pada resistor, Ir adalah kuat arus yang mengalir melalui resistor, dan R adalah hambatan resistor.

Jadi, tegangan pada resistor adalah:

Vr = Ir * R = (23.53 A) * (8 Ω) = 188.24 V

Tegangan pada inductor dapat dicari dengan menggunakan rumus:

Vl = Il * Xl

di mana Vl adalah tegangan pada inductor, Il adalah kuat arus yang mengalir melalui inductor, dan Xl adalah reaktansi induktif dari inductor.

Jadi, tegangan pada inductor adalah:

Vl = Il * Xl = (23.53 A) * (22 Ω) = 517.86 V

Tegangan pada kapasitor dapat dicari dengan menggunakan rumus:

Vc = Ic * Xc

di mana Vc adalah tegangan pada kapasitor, Ic adalah kuat arus yang mengalir melalui kapasitor, dan Xc adalah reaktansi kapasitif dari kapasitor.

Jadi, tegangan pada kapasitor adalah:

Vc = Ic * Xc = (23.53 A) * (16 Ω) = 376.48 V

Sekarang kita dapat menentukan faktor daya pada rangkaian tersebut dengan menggunakan rumus:

PF = |Vr| / (|Vr|^2 + |Vl|^2 + |Vc|^2)^0.5

di mana PF adalah faktor daya, Vr adalah tegangan pada resistor, Vl adalah tegangan pada inductor, dan Vc adalah tegangan pada kapasitor.

Jadi, faktor daya pada rangkaian tersebut adalah:

PF = |Vr| / (|Vr|^2 + |Vl|^2 + |Vc|^2)^0.5

= |188.24 V| / (|188.24 V|^2 + |517.86 V|^2 + |376.48 V|^2)^0.5

= 0.4

Jadi, faktor daya pada rangkaian tersebut adalah 0.4.

Dengan demikian, kita telah menentukan sifat rangkaian, impedansi, kuat arus, tegangan pada resistor, inductor, dan kapasitor, serta faktor daya dari rangkaian yang terdiri dari resistor dengan hambatan 8 Ω, inductor dengan reaktansi induktif 22 Ω, dan kapasitor dengan rektansi kapasitif 16 Ω yang dirangkai seri dan dihubungkan dengan sumber arus bolak