BAHAN AJAR RANGKAIAN AC

BAHAN AJAR FISIKA
MATERI RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK

Disusun oleh
Tedy Pratama Saputra (4201417022)
Annisa Adhi Satyani (4201417077)

SMA NEGERI 4 SEMARANG
2020

RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK
Generator arus bolak-balik akan menghasilkan tegangan dan arus bolak-balik. Generator arus
bolak-balik berfungsi mengubah energi kinetik menjadi energi listrik dan menghasilkan tegangan
listrik bolak-balik. Tahukah Anda, apakah arus dan tegangan bolak-balik itu?
Pada bab ini, Anda akan mempelajari lebih dalam mengenai arus dan tegagan bolak-balik. Anda
juga akan mempelajari beberapa komponen-komponen listrik, diantaranya resistor,indikator, dan
kapasitor, serta rangkaian yang menggunakan komponen-komponen listrik tersebut.
1. ARUS DAN TEGANGAN BOLAK-BALIK

Pada bab sebelumnya Anda pernah mempelajari listrik statis yang membahas arus dan
tegangan yang selalu memiliki nilai tetap, tidak berubah terhadap waktu yang disebut arus
dan tegangan DC (Direct Current). Adapun arus dan tegangan bolak-balik adalah arus dan
tegangan yang nilainya selalu berubah terhadap waktu secara periodik. Besaran seperti ini
disebut arus dan tegangan bolak-balik atau AC (Alternating Current).

Apabila pada arus searah Anda dapat mengetahui nilai dan tegangannya yang selalu
tetap. Maka, pada arus bolak-balik Anda akan dapat mengetahui nilai maksimum yang
dihasilkan dan frekuensi osilasi yang dihasilkan oleh sumbernya.
a. Sumber Tegangan Arus Bolak-Balik (AC)

Sumber arus bolak-balik adalah generator arus bolak-balik. Generator arus bolak-balik
terdiri dari sebuah kumparan persegipanjang yang diputar dalam medan magnetik
homogen. Gaya gerak listrik yang dihasilkan oleh generator berubah secara periodik
menurut fungsi sinus atau cosinus. GGL sinusoidal ini dihasilkan oleh sebuah kumparan
yang berputar dengan laju sudut tetap.

Perhatikan gambar diatas, osilasi gaya gerak listrik dan arus bolak-balik
dihasilkan dari sebuah kumparan yang berputar dengan laju tetap. Pada gambar grafik
tersebut, puncak dan simpul gelombang menunjukkan kedudukan kumparan terhadap
besar sudut yang ditempuhnya.

Besar GGL yang dihasilkan dari sebuah generator yang berputar memenuhi
persamaan berikut:

( cos ) ( cos )
= − = − = −


Jika diturunkan maka akan didapatkan

= sin

Atau dapat dituliskan

= sin

Karena GGL induksi sama denga beda tegangan diantara dua kutub ggl induksi maka
dapat ditulis:

= sin

2. Nilai Sesaat, Nilai Maksimum, dan Nilai Efektif

Bagaimana kita menyatakan kuat arus atau tegangan AC? Metode terbaik adalah
dengan mengukurya seperti arus DC. Seperti yang telah kita ketahui daya yang dibuang dalam
bentuk panas (daya disipasi) pada peralatan listrik dengan hambatan R adalah = 2 . Untuk
arus DC, nilai i adalah nilai arus rata-rata. Seperti telah kita ketahui bahwa nilai arus rata-rata
untuk arus AC adalah nol sehingga daya disipasinya akan nol. Hal ini tentu salah. Bagaimana
jika arus sesaat AC, = sin ini kita kuadratkan kemudian kita gambar kurvanya. Akan
kita peroleh fungsi 2 = 2 sin2 . Kurva 2 selalu diatas sumbu sehingga jelas harga rata-
ratanya tidak nol seperti harga rata-rata i . Supaya kita dapat mengukur arus AC seperti arus
DC maka pakar listrik mengusulkan untuk menggunakan harga rata-rata 2 ini dan menarik
akarnya, yang disebut arus rms (singkatan dari root mean square, yang berarti akar dari
kuadrat rata-rata) atau arus efektif (ditulis atau ).

= √( 2) −
Dengan demikian daya disipasi pada arus AC sekarang dapat dirumuskan seperti pada
arus DC dengan mengganti arus rata-rata i pada DC dengan arus efektif ( ), pada AC
sebagai berikut:

= 2

Arus efektif pada AC berperan seperti arus rata-rata pada DC. Dengan menggunkan
definisi nilai rata-rata fungsi pada kalkulus, kita dengan mudah dapat menghitung nilai efektif
dari arus AC sinusoidal.

= sin → 2 = 2 sin2

= √( 2) − = √( 2 sin2 ) −

Perhatikan kurva gambar diatas, setiap selang membentuk kurva berulang. Hal ini
berarti periode dari fungsi 2 = 2 sin2 adalah = .

= 1 sin2 )
√
∫ ( 2

0

Dengan menggunakan identitas trigonometri, didapatkan:

= 1 ( 2 1 − cos 2
√ 2 2 )
∫

0

= √1 ( 2 − sin 2
2 4 )

= √1 [( 2 0 − sin 2. 0 − ( 2 − sin 2
2 4 ) 2 4 )]

= √1 [( 2 − sin 360
2 4 )]

= √1 2
2

= √ 2
2

Nilai efektif arus =
Nilai efektif tegangan √2

=
√2

3. Alat Ukur Arus dan Tegangan AC

Dalam Bab sebelumnya, Anda telah mengetahui bahwa alat ukur arus adalah
amperemater dan alat ukur tegangan adalah voltmeter. Baik amperemeter DC maupun
voltmeter DC mengukur nilai rata-rata. Telah dibahas pula bahwa baik amperemeter AC
maupun voltmeter AC tidak mengukur nilai rata-rata (karena nilai rata-rata AC adalah nol),
sebagai gantinya keduanya mengukur nilai efektif.

Untuk keperluan praktis, alat ukur tegangan, arus dan hambatas listrik baik untuk DC
maupun AC dibuat menjadi satu alat ukur saja. Alat ukur ini dikenal dengan nama AVOmeter,
multimeter, atau multitester.

Untuk mengamati langsung bentuk grafik arus atau regangan AC kita gunakan sebuah
osiloskop. Dari gambar sinusoidal yang terlihat pada layar osiloskop, kita dapat menetukan
nilai maksimum dan nilai puncak ke puncak dari arus atau tegangan bolak-balik.

4. Kuat Arus dan Tegangan AC Dinyatakan dengan Fasor
Grafik arus atau tegangan AC dapat ditampilkan dalam bentuk gelombang atau

persamaan. Analisis dengan menggunakan persamaan cukup menyulitkan sehingga orang
mencari cara yang lebih mudah. Seperti yang telah kita ketahui bahwa arus atau tegangan
sesaat AC berbentuk fungsi sinus yang memiliki periode sehingga kurvanya berbentuk
gelombang sinus. Suatu metode yang menyenangkan dapat digunakan untuk menampilkan
arus atau tegangan sinusoidal yang memiliki sifat periodik(berulang). Metode itu dapat
menampilkan arus atau tegangan dengan suatu vektor dengan panjang tertentu yang diputar
terhadap titik pangkal sudut ( ) yang konstan. Vektor berputar ini disebut fasor.

Fasor adalah suatu besaran yang dilukiskan sebagai suatu vektor yang besar sudut
putarnya terhadap sumbu horizontal sama dengan sudut fasenya = . Fasor suatu vektor
berputar berlawanan arah arum jam dengan kecepatan sudut tetap digambarkan oleh sebuah
anak panah untuk menyatakan tegangan dan kuat aus dari suatu rangkaian listrik. Pada gambar
diatas dapat kita perhatikan diagram fasor dari tegangan dan arus bolak-balik.

Sumbu horizintal pada gambar diatas adalah menentukan besarnya sudut yang diukur
dalam satuan derajat atau radian, sedangkan sumbu vertikal untuk menentukan nilai tegangan
dan kuat arus yang merupakan besaran skalar (bukan vektor).

5. Rangkaian AC Resitif Murni

Pada gambar diatas sebuah resistor murni dipasang dalam rangkaian tertutup arus

bolak-balik. Grafik tegangan sumber yang bersifat sinusoidal akan menghasilkan arus yang

juga bersifat sinusoida.

Persamaan tegangan bolak-balik antara ujung-ujung resistor murni adalah

= sin

Dengan memperhatikan Hukum Ohm yang menyatakan bahwa kuat arus yang

mengalir = memiliki hubungan dengan = , maka besar arus bolak-balik yang



mengalir melalui rangkaian memenuhi persamaan:

= sin

Perhatikan gambar grafik sinusoidal diatas. Berdasarkan kedua persamaan diatas, arus
maksimum memiliki fase yang sama. Artinya, ketika posisi kumparan mencapai sudut
(180°) tegangan dan arus yang melalui rangkaian mencapai nilai minimum. Lebih jelasnya
perhatikan gambar diagram fasor dari kuat arus dan tegangannya memiliki arah yang sama
dibawah ini.

Pada gambar diatas, terlihat bahwa arus dan tegangan adalah sefase.

Pada arus DC daya disipasi yang timbul pada hambatan murni dirumuskan oleh =
dengan V dan I adalah nilai rata-rata. Pada rangkaian AC, I dan V berbeda fase, misalnya
sebesar . Oleh karena itu, daya disipasi pada rangkaian AC dinyatakan sebagai berikut.

= cos

Dengan adalah beda sudut fase antara tegangan dan arus, sedangkan cos disebut
juga faktor daya (power factor). Tampak bahwa nilai positif dari faktor daya bernilai anatar
0 dan 1.

Pada rangkaian resistif murni, arus dan tegangan adalah sefase ( =
0° atau faktor daya cos = 1) sehingga daya AC adalah sebagai berikut.

= cos = cos 0° =

Nilai = , sehingga perumusan daya disipasi pada rangkaian AC resistif murni adalah
sebagai berikut.

= = 2

6. Rangkaian AC Induktif Murni

Perhatikan rangkaian AC dengan arus = sin dan sebuah induktor dengan
induktansi pada gambar diatas. Dengan menggunakan Hukum II Kirchhoff pada rangkaian,
kita peroleh hubungan sebagai berikut:


+ = 0 → + (− ) = 0

= = ( sin ) → = ( cos ) = cos

Menurut trigonometri cos = sin( + 90°) sehingga persamaan tersebut dapat
ditulis sebagai berikut.

= sin( + 90°)
Nilai v akan bernilai maksimum ( ) ketika sin( + 90°) = 1. Dengan demikian,
persamaan tegangan sesaat dapat dinyatakan sebagai berikut.

= sin( + 90°)
dengan

=
Rangkaian AC yang hanya mengandung induktor murni disebut rangkaian induktif
murni. Jika kita tetapkan sudut fase sebagai acuan 0° (sumbu X), fasor arus dengan
sudut fase berarah mendatar ke sumbu X+. Adapun fasor untuk tegangan dengan sudut
fase + 90°. Perhatikan gamber dibawah ini.

Dari gambar diatas, kita dapat nyatakan bahwa pada rangkaian induktif murni,
tegangan mendahului arus 90°, atau arus terlambat terhadap tegangan 90°.

Kita akan lebih mudah memahami jika memperhatikan gambar grafik tegangan
sinusoidal dan grafik arus sinusoidal terhadap waktu dibawah ini. Jika tegangan pada ujung-
ujung rangkaian maksimum, nilai arus dalam rangkian akan minimum I=0. Sebaliknya, jika
tegangan bernilai minimum, arus yang melalui rangkaian akan maksimum = .

Pada induktor, tegangan dan arus tidak sefase melainkan berbeda sudut fase 90°. Dengan
demikian, daya AC pada rangkaian induktif murni adalah sebagai berikut:

= cos = cos 90° = 0

Dengan demikian, induktor murni tidak mendipasi daya atau sebuah induktor AC
dalam rangkaian AC sama sekali tidak menggunakan energi.

Sesuatu yang menghambat arus listrik pada rangkaian resistif murni adalah hambatan
listrik R. Hambatan listrik R dapat ditentukan dengan menggunakan Hukum Ohm, yaitu =
= . Lalu apakah yang menghambat arus listrik pada rangkaian induktif murni? Agar



Hukum Ohm berlaku seperti pada rangkaian resistif, dinyatakan bahwa yang menghambat
arus listrik pada rangkaian induktif adalah reaktansi induktif ( ), dengan satuan ohm (Ω).
Dengan menggunakan Hukum Ohm pada rangkaian induktif murni diperoleh nilai reaktansi
induktif berikut.

= =


=


=

= 2
Dengan = frekuensi sudut (rad/s)

= frekuensi (Hz)

= induktansi induktor (H)

= reaktansi induktif (Ω)

Reaktansi induktif ( ) sebagai pengkambat arus AC berbanding lurus dengan
frekuensi . Ini mengakibatkan untuk arus DC (frekuensi 0), = 2 = 0. Dapat dikatakan
bahwa pada arus DC, induktor murni sama sekali tidak menghambat arus DC.

7. Rangkaian AC Kapasitif Murni

Perhatikan gambar rangkaian AC dengan tegangan − = = sin dan sebuah
kapasitor dengan kapasitas C. Kita telah mengetahui bahwa muatan listrik yang tersimpan

dalam kapasitor dengan kapasitas C dinyatakan oleh:

=

Jika kedua ruas didiferensialkan terhadap waktu diperoleh

( )
=

Karena C konstan terhadap waktu.


=


=

= ( sin )


= ( cos )

= cos
=

Dengan =


Dari gambar diatas, terlihat bahwa pada saat = 0 (keadaan awal), arus mulai dari
sudut 90°, sedangkan arus mulai dari 0°. Selanjutnya kedua gelombang akan menempuh
sudut yang sama dalam selang waktu yang sama. Oleh karena itu, kita sebut bahwa pada
rangkaian kapasitif murni, tegangan terlambat 90° terhadap arus atau arus mendahului
tegangan 90°.

Kita akan lebih mudah memahami jika memperhatikan gambar grafik tegangan

sinusoidal dan grafik arus sinusoidal terhadap diatas. Jika tegangan pada ujung-ujung
rangkaian maksimum, nilai arus dalam rangkaian akan maksimum = . Sebaliknya, jika
tegangan bernilai minimum, arus yang melalui rangkaian akan minimum = 0.

Faktor yang menghambat arus AC pada rangkaian kapasitif murni adalah reaktansi

kapasitif ( ) dengan satuan ohm (Ω). Reaktansi Kapasitif ini pun ditentukan dengaan

Hukum Ohm pada rangkaian kapasitif murni, yaitu sebagai berikut:

= =




=

1
=

1
= 2

Dengan = frekuensi sudut (rad/s)

= frekuensi (Hz)
= kapasitas (F)
= reaktansi kapasitif (Ω)
Reaktansi kapasitif ( ) sebagai pengkambat arus AC berbanding terbalik dengan
frekuensi . Ini mengakibatkan untuk arus DC (frekuensi 0), mendekati ∞. Dapat
dikatakan bahwa kapasitor murni sangat menghambat arus DC, sehingga arus DC tidak dapat
mengalir melalui kapasitor. Dalam analisis rangkaian DC yang mengandung kapasitor,
dianggap bahwa pada keadaan mantap, kapasitor adalah open (terbuka) sehingga tidak ada
arus yang dapat melalui kapasitor.

8. Rangkaian Seri RLC

Rangkaian arus bolak-balik yang memiliki hambatan murni R dipasang seri dengan
induktor L serta kapasitor C akan menghasilkan tambahan energi listrik yang besar, tetapi
tangakain R-L-C seri ini hanya dapat digunakan untuk memperbesar daya listrik yang terbatas.

Kita telah ketahui bahwa ketika resistor R saja, induktor L saja, atau kapasitor C saja

yang terdapat dalam rangakain AC, maka yang berfungsi menghambat arus AC adalah

reaktansi X, yang berturut –turut untuk resistor R, induktor L dan kapasitor C.

= → =


= → =


= 1 → =


a. Sudut Fase antara Arus terhadap Tegangan
Pertama, kita akan menetukan beda sudut fase dengan meninjau diagram fasor

tegangan , , dan . Telah kita ketahui bahwa tegangan antara ujung-ujung
resistor, induktor, dan kapasitor yang dialiri arus bolak-balik = sin , masing-
masing adalah sebagai berikut.

= sin

= sin( + 90°)

= sin( − 90°)

Jika kita tetapkan sudut sebagai acuan sumbu X, diagram fasor untuk arus i,
tegangan , , ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Tegangan antara ujung-
ujung rangkaian seri , yaitu = adalah jumlah fasor antara , , dan .

= + +
= 2 + ( − )2

Arah fasor V, yaitu sama dengan sudut fase antara tegangan terhadap arus
dihitung dengan menggunakan perbandingan tangen(tan).

tan = −


Kedua, kita akan menentukan beda sudut fase antara kuat arus dan tegangan

dengan meninjau diagram fasor impedansi. Telah kita ketahui bahwa tegangan setiap

komponen dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.

=
=
=
Jika , , dan dan kita masukkan ke dalam persamaan tan , sehingga dapat

diperoleh:

tan = −


tan = ( − )


tan = −


b. Impedansi Rangkaian
Efek hambatan total yang dilakukan oleh resistor R, induktor dan kapasitor

dalam rangakain arus bolak-balik dapat kita gantikan dengan sebuah hambatan
pengganti yang disebut dengan impedansi ( ), sehingga berlaku Hukum Ohm =
= .

Jika nilai = , , , dan pada sebelumnya dapat dituliskan sebagai:
= 2 + ( − )2
= √ 2 + ( − )2

= √( )2 + ( − )2
= √( )2 + ( − )2
= √( )2 + ( − )2

Kasus-kasus Rangkaian AC
 Mengandung , , → = − → = √( )2 + ( − )2
 Mengandung → = → = √ 2 + 2
 Mengandung → = → = √ 2 + 2
 Mengandung → = 0, = − → = −
Kita juga dapat menganalogi
Z dengan V, R dengan , dengan , dengan , dan dengan
memberikan persamaan umum tegangan AC.

= √ 2 + 2 dengan = +

Kita juga dapat menyatakan rumus tangen dengan notasi yang lebih umum
sebagai berikut:


tan = dengan = −

tan = dengan = −


Arah fasor V merupakan beda sudut fase antara kuat arus I dan tegangan V sebesar .

 Jika > maka φ = +90° dan rangkaian bersifat induktif
 Jika < maka φ = −90° dan rangkaian bersifat kapasitif
 Jika = maka φ = 0°, pada kasus ini terjadi peristiwa resonansi.

c. Resonansi Rangkaian

Resonansi dalam rangkaian RLC terjadi ketika = . Keadaan ini
menyebabkan impedansi rangkaian Z memiliki harga minimum yang bernilai sama
dengan hambatan murni R. Adapun arus dalam rangkaian menjadi maksimum. Garis
singgung antara kurva Z dan garis linier R merupakan titik terjadinya frekuensi
resonansi. Di titik tersebut besaran Z bernilai minimum. Perhatikan gambar berikut
saat terjadi resonansi.

=

Substitusikan = dan = 1 , sehingga akan diperoleh:



Frekuensi sudut resonansi = √



Frekuensi resonansi = √



d. Daya Disipasi

Induktor dan kapasitor yang terpasang pada rangkaian arus bolak-balik
membutuhkan tambahan energi listrik. Daya yang diserap dalam rangkaian resistif (R)
besarnya adalah

= 2

Dan dalam rangkaian R-L-C seri adalah :
= 2

= 2√( )2 + ( − )2

Ternyata daya ini tidak sesuai dengan kenyataannya. Persamaan diatas hanya
merupakan daya semu saja. Daya sesungguhnya yang dipergunakan pada seluruh
rangkaian R-L-C nilaianya tetap seperti pada rangkaian resistif atau yang mengandung
R saja.

= 2

Daya selalu selalu memiliki nilai yang lebih besar daripada daya
sesungguhnya. Perbandingan antara daya sesungguhnya dan daya semu ini disebut
faktor daya.

= ℎ



= 2 =
2


= cos =
Sehingga perumusannya dapat dituliskan pula

= cos
Dengan
= beda fase anatara arus dan tegangan
cos = faktor daya

9. Penerapan Listrik AC

Listrik AC memberikan lebih banyak keuntungan daripada listrik DC sehingga saat
ini, hampir semua energi listrik dibangkitkan, ditransmisikan, dan digunakan dalam bentuk
AC. Bahkan hampir semua peralatan listrik dirumah kita seperti kulkas, penanak nasi, setrika
listrik, kupas angin, pendingin ruangan, dan lampu-lampu penerangan menggunakan listrik
AC melalui stop kontak listrik PLN yang terpasang di dinding rumah kita. Bahkan ketika
energi listrik DC diperlukan untuk menjalankan televisi, DVD, tape, dan radio, suplai listrik
asalnya tetap AC, yang kemudian diubah menjadi DC oleh converter atau rectifier, yang
terdapat dalam peralatan itu sendiri.
a. Rangkaian Osilator

Untuk mengangkut getaran listrik suara frekuensi radio (di bawah 20 kHz)
diperlukan getaran listrik frekuensi radio (diatas 20 kHz). Hal ini dilakukan agar suara
dapat dipancarkan ke tempat yang jauh. Rangkaian yang menghasilkan getaran listrik
frekuensi radio adalah rangakain osilator.

Pada gambar diatas ditunjukkan suatu rangakain osilator yang terdiri atas
kumparan dengan induktansi L yang dirangakai paralel dengan kapasitor yang
memiliki kapasitas C. Rangkaian cenderung bergetar (berosilasi) pada frekuesi
resonansinya ketika suatu pulsa energi diberikan pada rangakaian ini. Energi disimpan
oleh kapasitor dalam bentuk medan listrik. Kapasitor kemudian memberikan energi
medan listrik ini ke kumparan untuk diubah menjadi energi magnetik. Selama proses
ini suatu GGL balik diinduksikan oleh kumparan dan menyebabkan kapasitor diisi
muatan listrik kembali. Siklus perubahan energi listrik menjadi energi magnetik dan
energi magnetik menjadi energi listrik secara berulang-ulang dalam rangakain itu.

Itulah sebabnya rangkaian ini disebut rangkaian osilator. Ketika
= , proses osilasi dalam rangkaian osilator terjadi pada suatu frekuensi
resonansi dengan nilai 2 √1 .

Untuk membangkitkan frekuensi resonansi radio yang tinggi, L dan C harus
bernilai kecil. Untuk mengubah frekuensi dapat kita lakukan dengan mengubah L
dan C.

b. Rangkaian Penala

Rangakian penala berfungsi untuk memilih satu gelombang radio dari sekian
banyak gelombang radio yang mendekat pada antena penerima radio. Rangakian penala
ini terdiri dari atas sebuah kumparan dengan induktansi L dan sebuah kapasitor variabel
dengan kapasitansi C yang dirangkai secara paralel.

Jika rangkaian penala disetel untuk sebuah pemancar tertentu, rangkaian penala
akan membangkitkan frekuensi tinggi yang sama dengan frekuensi tinggi pemancar
tersebut. Kita katakan bahwa penerima radio beresonansi dengan pemancar tersebut.
Frekuensi resonansi rangkaian penala adalah 2 √1 .

c. Sistem Pembangkit Listrik

Sistem pembangkit listrik terdiri atas tiga bagian, yaitu bagian pembangkit listrik,
bagian transmisi listrik dan bagian distribusi listrik. Pada bagian pembangkit listrik,
energi dari air atau uap atau gas atau nuklir atau matahari diubah ke energi listrik oleh
generator besar pada pusat pembangkit listrik ini, tegangan keluarannya sekitar 12-24 kV.
Letak pembangkit listrik biasanya jauh dari kota sebangai pengguna listrik. Dengan
demikian daya listrik dari pusat pembangkit harus di transmisikan (disalurkan) melalui
penghantar kawat yang cukup panjang. Supaya efisien maka diputuskan bahwa daya yang
dibangkitkan oleh generator adalah listrik AC dengan tegangan tinggi.

Seperti telah disebutkan, bagian transmisi jaringan akan mentransmisikan daya
listrik dengan tegangan tinggi 70 kV, 150 kV, 275 kV dan 500 kV. Anggap tegangan
keluaran dari generator adalah 24 kV sehingga tegangan ini dinaikkan menjadi tegangan
70 kV, 150 kV, 275 kV atau 500 kV oleh transformator step-up (peningkat tegangan)
yang terdapat pada pusat pembangkit. Listrik diguankan melalui gardu listrik yang
disebut gardu induk. Pada gardu, tegangan yang sangat tinggi 500 kV diturunkan menjadi
tegangan menengah 20 kV yang siap di distribusikan oleh bagian distribusi listrik menuju
ke konsumen. Dari gardu induk ini, listrik disalurkan ke gardu-gardu transformator yang
terpencar letaknya didalam kota. Dalam gardu transformator ini terdapat transformator
step-down (penurun tegangan) yang akan menurunkan tegangan listrik dari 20 kV
menjadi tegangan 220 V. Dari gardu transformator, arus listrik AC disalurkan ke
konsumen akhir, seperti rumah, sekolah, pabrik, dan tempat-tempat lain.

d. Rangakain Listrik AC dalam Rumah-rumah

Dalam sebuah tiang listrik, dua jalur kawat akan masuk ke rumah-rumah melalui
komponen-komponen: circuit breaker utama (milik PLN), kWh-meter (pengukur
pemakaian energi listrik), dan kotak sekring pelayanan rumah.

Jalur kawat pertama berwarna kuning adalah hantaran fasa bertegangan,
sedangkan jalur kawat kedua berwarna biru adalah hantaran nol (tidak bertegangan).
Selanjutnya, hantaran fasa diberi simbol L (“live” yang berarti bertegangan) dan hantaran
nol diberi simbol N (“netral” yang berarti bertegangan nol). Kawat listrik L dan N dari
luar rumah disuplai ke rumah-rumah melalui kabel utama yang berisi hantaran fasa (L)
dan hantaran nol (N). Kabel utama selanjutnya dihubungkan ke circuit breaker utama
(milik PLN) ke kWh-meter dan kotak sekring pelayanan rumah.

Selanjutnya, hantaran fasa (L) dan hantaran nol (N) yang keluar dari kotak
pelayanan rumah di cabang-cabang untuk dicatukan ke tiap titik lampu, sakelar dinding
dan stop kontak.

e. Memasang Sakelar dan Sekring dalam Suatu Rangkaian

Sakelar dan sekring harus selalu dipisahkan sepanjang kawat L. Hal ini dilakukan
agar ketika sakelar off atau sekring melebur, kita dapat dengan aman menyentuh fitting
yang tidak terlindungi dari kawat L, sebab potensial kawat L akan sama dengan potensial
kawat L akan sama dengan potensial kawat N, yaitu nol.

Jika teknisi listrik ceroboh sehingga salah dalam memasang hingga sakelar dan
sekring disisipkan sepanjang kawat N, tidak akan ada arus menaglir ketika sakelar off.