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
