ARUS TRANSIEN

Kamis, 05 Mei 2011 by pariadi@ ·

Label: ARUS TRANSIEN

Mengenai materi ini admin hanya memberikan sedikit gambaran umumnya yang mana

hasil copas dari file word yamg admin upload pada link download sendiri di bagian

paling bawah.

Rangkaian yang terdiri dari kapasitor-kapasitor dan resistor (dikenal dengan rangkaian R-C)

merupakan dasar dari berbagai jenis rangkaian pewaktuan(timing) dan pembentuk pulsa,

sehingga rangkaian ini sering ditemukan dalam rangkaian elektronika praktis. Pada bab ini akan

dipelajari dasar pembentukan rangkaian R-C seperti pengisian dan pelepasan muatan dalam

kapasitor. Dasar untuk rangkaian pembentuk pulsa juga dibahas, meliputi rangkaian pengintegral

dan rangkaian pendiferensial RC.

TEORI DASAR

K ap as i t o r ad a l ah ko mp on en l i s t r i k ya n g b e r fu ngs i un tu k m en yi m p an muatan

listrik. kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan listrik dinyatakanoleh besaran

kapasitas atau kapasitansi (C) didefinisikan sebagai perbandingan antara muatan listrik

q yang tersimpan dalam kapasitor dan beda potensial V antarakedua keping, sehingga :

C qV

=

S u a tu k ap as i to r i dea l ad a l ah s u a t u kom po n en yan g b eda p o t ens i a l s e s aa t

yan g melalui terminal itu hanya bergantung pada harga sesaat dari muatan q yang

telahdipindah dari satu terminal ke terminal yang lain melalui rangkaian luar, Terminalkemana

muatan positif dipindahkan mempunyai potensial yang leb ih tinggi

jikad i b a n d i n g k a n d e n g a n t e r m i n a l a s a l m u a t a n i t u

d i p i n d a h k a n . A r u s y a n g berhubungan dengan ini mengecil dengan waktu

sehingga disebut arus transien,yang berarti arus yang hanya timbul sebentar, jadi

bukan arus tetap. Peristiwa inid i g un ak an u n t uk m en g ub ah d en yu t , meng o l ah

d en yu t d a l am pes aw a t t e l ev i s i , penundaan waktu dan sebagainya. Peristiwa ini

ditunjukkan pada gambar di bawahini :

Ea bCdV cRs

T e l ah k i t a k e t ah u i b ah w a s u a t u k ap as i t o r t e r bu a t a t as d u a b uah

p e l a t konduktor yang dipisahkan oleh suatu isolator atau dielektrik. Jika luas pelat

= A, jarak antara pelat = d, dan permisivitas dielektrik = ε, maka nilai kapasitansinya

C=eA/d

RANGKAIAN RC

PENGISIAN KAPASITOR

PENGOSONGAN KAPASITOR

2 jam tatap muka

PENGISIAN KAPASITOR

Jika kapasitor yang dihubungkan dengan terminal terminal

baterei akan terjadi pengisian (muatan) pada keping keping

kapasitor

C

R

+

S

Pada t = 0 , ketika S ditutup:

Pada kapasitor C tidak ada muatan sehingga tak ada

beda potensial di ujung ujung kapasitor.

Beda potensial di ujung ujung R adalah

arus maksimum I0 = / R

Pada t = t , pada saat setelah S ditutup:

Di kapasitor sudah ada muatan Q (+Q di keping +

dan –Q di keping -)

Beda tegangan di ujung ujung kapasitor menjadi Q/C

Akibatnya beda tegangan di ujung ujung R (dan arus

I) turun.

k konstanta integrasi, dari syarat t = 0 muatan Q = 0,

akan didapat

kRC

tQC )ln(

dtRCQC

dQ 1

RCdt

dQQC

dt

dQI

0C

QIRDari hukum Kirchhoff:

)ln( Ck

Dan hubungan

Didapat persamaan

(1)

RI

eIdt

dQI RC

t

0

0

)1( RC

t

m eQQ

RC

t

m

eQ

Q

)1(RC

t

Q

Q

m

)1ln(

CQm

RC

t

C

QC

)(ln

Ketika kapasitor terisi penuh, beda tegangan di ujung

ujung kapasitor adalah dan muatan di kapasitor

adalah

Persamaan (1) menjadi:

Muatan sebagai fungsi t:

Arus sebagai fungsi t:

PENGOSONGAN KAPASITOR

Jika ujung ujung kapasitor yang bermuatan

dihubungkan dengan kawat konduktor, pada kapasitor

akan segera terjadi pengosongan muatan

C R +

S

Selama S tertutup, tegangan di ujung ujung R dan C

adalah sama dengan dan muatan di kapasitor

adalah Q0 = C

Ketika S dibuka pada t = 0, muatan di kapasitor mulai

berkurang dan terjadi arus melalui resistor

Dari hukum Kirchhoff untuk loop (S terbuka): 0C

QIR

dan hubungan I = -dQ/dt didapat persamaan:

RC

Q

dt

dQ (2)

Kurva Q dan I sebagai fungsi t