Pengisian muatan ke dalam kapasitor

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 🙂