Jika suatu kapasitor dengan kapasitansi C dihubungkan dengan suatu sumber tegangan V maka setelah beberapa waktu kapasitor akan terisi oleh muatan sebesar
Katakanlah ada sebuah kapasitor dalam keadaan kosong dan belum dihubungkan dengan sumber tegangan seperti gambar di bawah ini
Kemudian saklar ditutup sehingga kapasitor terhubung dengan sumber tegangan. Kapasitor akan segera terisi muatan tetapi tidak langsung penuh. Perlu beberapa waktu agar kapasitor terisi penuh.
Ketika muatan mulai memenuhi kapasitor, beda tegangan titik bd akan terus bertambah dan beda tegangan titik ab terus berkurang. Sehingga arus yang mengalir dalam rangkaian juga akan berkurang terhadap waktu. Pada suatu kapsitor terisi muatan penuh dan tidak ada lagi aliran arus selama kapasitor tidak mengalami kebocoran diantara kedua plat.
Jika muatan dalam kapasitor adalah Q dan arus rangkaian adalah i, maka aturan simpal Kirchoff memberikan
Dalam rangkaian ini arus sama dengan laju peningkatan muatan kapasitor
Agar lebih mudah dalam menyelesaikan maka kedua ruas kita kalikan dengan
Untuk menyelesaikan ruas kanan kita gunakan saja metode substitusi. misal
Sehingga
Kita dapatkan
Anggap saja
Nilai B sitentukan oleh keadaan awal yaitu pada saat t=0 dimana kapasitor dalam keadaan kosong (Q=0). Sehingga
Oleh karena
Tampak bahwa arus yang mengalir pada rangkaian semakin mengecil dan arus ini disebut arus transien.
Mari kita lihat pada persamaan akhir yang berwarna abu-abu. Muatan Q dan tegangan antara kedua kaki kapasitor semakin lama semakin naik hingga pada nilai tertentu dengan kata lain kapasitor telah terisi penuh. Sedangkan pada persamaan arus semakin lama semakin mengecil hingga nol yang menandakan bahwa kapasitor telah terisi penuh. Sekarang kita langsung saja menuju contohnya. Katakanlah jika kita mempunyai sumber tegangan sebesar 5V, hambatan R 500 ohm, dan kapasitor C 2200 mikro farad.
Gambar grafik perubahan jumlah muatan yang tersimpan dalam kapasitor terhadap waktu seperti di bawah ini
Untuk tegangan antara dua kaki kapasitor ditentukan oleh
Berikut ini grafik tegangan antara dua kaki kapasitor
Arus yang mengalir ditentukan oleh
Berikut ini grafik arus terhadap waktu
nah sekarang kita telah mengetahui bahwa kapasitor membutuhkan waktu untuk penuh. bagaimana dengan pengosongan kapasitor? tunggu tulisan saya berikutnya ya 😀
tolong koreksinya kalo ada yang salah, terima kasih 🙂
|
Terima kasih, Kak, dari Mahasiswa TPB sekarang yang dapat tugas merangkum rangkaian RC hahaha.