BAB II PEMBAHASAN 1. Pengertian Arus Transien
Transien disebut juga gejala Peralihan . suatu periatiwa yang terjadi pada selang beberapa saat. Sebagai contoh diilustrasikan pada proses menyalakan lampu. Contoh: ketika kita menyalakan lampu, jika diperhatikan ada jeda waktu antara menyalakan saklar sampai lampu tersebut menyala terang, dan pada saat itulah terjadinya transien. Yaitu ketika proses perubahan besar tegangan dari 0V menjadi 220V. Contoh: Saklar ON
Transien Lampu
Menyala
Rangkaian Transient Dapat Diartikan Sebagai Kondisi Pada Saat Suatu Sistem Sedang Beralih Dari Kondisi Mantap Satu Ke Kondisi Mantap Lain Nya. Misal - Nya Dari Kondisi Tanpa Tegangan Menjadi Kondisi Bertegangan Atau Dari OFF Menjadi ON. Rangkaian Transient Dibedakan Menjadi Dua, Yaitu :
Rangkaian RC
Rangkaian RL
Kondisi Peralihan Pada Rangkaian RC Terjadi Pada Saat Pengisian Maupun Pelepasan Muatan Pada Atau Dari Kapasitor.Kecepatan Pengisian Maupun Pelepasan Ini Bergantung Pada :
Nilai Kapasitansi Dari Kapasitor
Besar Tahanan Rangkaian
Tegangan Pengisi Atau Tegangan Kapasitor Baik kapasitor maupun induktor, kedua - dua - nya mempunyai
kemampuan untuk menimpan energi. pada kapasitor, energi disimpan dalam bentuk akumulasi muatan listrik sedangkan pada induktor energi disimpan dalam bentuk medan magnet. Pada rangkaian rl, kondisi peralihan yang terjadi mirip seperti yang terjadi pada pengisian atau pelepasan muatan kapasitor pada rangkaian rc, hanya saja kalau pada rangkaian rc yang menjadi titikperhatian
3
adalah perubahan tegangan pada kapasitor c, sedangkan pada rangkaian rl yang menjadi titik perhatian adalah aliran arus - nya. 2. Kapasitor a. Pengertian kapasitor
Kapasitor mengerjakan
banyak
berbagai
digunakan
fungsi.
Pada
dalam
sirkuit
dasarnya
elektronik
kapasitor
dan
merupakan
komponen penyimpan muatan listrik yang dibentuk dari dua permukaan yang berhubungan tapi dipisahkan oleh satu penyekat. Bila elektron berpisah dari satu plat ke plat lain akan terdapat muatan diantara kedua plat medium penyekat tadi. Muatan ini disebabkan oleh muatan positif pada plat yang kehilangan elektron dan muatan negatif pada plat yang memperoleh elektron. Adapun sifat – sifat – sifat sifat kapasitor adalah sebagai berikut. a) Dapat menyimpan muatan listrik b) Dapat menahan arus searah c) Dapat melewatkan arus bolak balik Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila
kapasitor telah penuh. Yang
membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. b. Jenis-Jenis Kapasitor
Berikut ini adalah jenis – jenis – jenis jenis kapasitor yang banyak dijual dipasaran. 1) Electrolytic Capacitor
4
Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan membran oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati – hati di dalam pemasangannya
pada
rangkaian,
jangan
sampai
terbalik.
Bila
polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “meledak”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply, low pass filter , rangkaian pewaktu. Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt. 2) Tantalum Capacitor
Merupakan jenis electrolytic capacitor yang elektrodanya terbuat dari
material
tantalum.
Komponen
ini
memiliki
polaritas,
cara
membedakannya dengan mencari tanda + yang ada pada tubuh kapasitor, tanda ini menyatakan bahwa pin dibawahnya memiliki polaritas positif. Diharapkan berhati-hati di dalam pemasangan komponen karena tidak boleh terbalik. Karakteristik temperatur dan frekuensi lebih bagus daripada electrolytic capacitor yang terbuat dari bahan alumunium dan kebanyakan digunakan untuk sistem yang menggunakan sinyal analog. Contoh aplikasi yang menggunakan kapasitor jenis ini adalah noise limiter, coupling capacitor dan rangkaian filter. 3) Ceramic Capacitor
5
Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog, karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas. 4) Multilayer Ceramic Capacitor
Bahan material untuk kapasitor ini sama dengan jenis kapasitor keramik, bedanya terdapat pada jumlah lapisan yang menyusun dielektriknya. Pada jenis ini dielektriknya disusun dengan banyak lapisan atau biasanya disebut dengan layer dengan ketebalan 10 s/d 20 µm dan pelat elektrodanya dibuat dari logam yang murni. Selain itu ukurannya kecil dan memiliki karakteristik suhu yang lebih bagus daripada kapasitor keramik. Biasanya jenis ini baik digunakan untuk aplikasi atau melewatkan frekuensi tinggi menuju tanah. 5) Polyester Film Capacitor
6
Dielektrik dari kapasitor ini terbuat dari polyester film. Mempunyai karakteristik suhu yang lebih bagus dari semua jenis kapasitor di atas. Dapat digunakan untuk frekuensi tinggi. Biasanya jenis ini digunakan untuk rangkaian yang menggunakan frekuensi tinggi, dan rangkaian analog. Kapasitor ini biasanya disebut mylar dan mempunyai toleransi sebesar ±5% sampai ±10%. 6) Polypropylene Capacitor
Kapasitor ini memiliki nilai toleransi yang lebih tinggi dari polyester film capacitor. Pada umumnya nilai kapasitansi dari komponen ini tidak akan berubah apabila dirancang disuatu sistem dimana frekuensi yang melaluinya lebih kecil atau sama dengan 100KHz. Pada gambar disamping ditunjukkan kapasitor polypropylene dengan toleransi ±1%. 7) Kapasitor Mika
Jenis ini menggunakan mika sebagai bahan dielektriknya. Kapasitor mika mempunyai tingkat kestabilan yang bagus, karena temperatur koefisiennya rendah. Karena frekuensi karakterist iknya sangat bagus, biasanya kapasitor ini digunakan untuk rangkaian resonansi, resonans i, filter filte r untuk frekuensi tinggi dan rangkaian yang menggunakan tegangan tinggi misalnya: radio pemancar yang menggunakan tabung transistor. Kapasitor mika tidak mempunyai nilai kapasitansi yang tinggi, dan harganya relatif mahal. 8) Polystyrene Film Capacitor
7
Dielektrik dari kapasitor ini menggunakan polystyrene film. Tipe ini tidak bisa digunakan untuk aplikasi yang menggunakan frekuensi tinggi, karena konstruksinya yang sama seperti kapasitor elektrolit yaitu seperti koil. Kapasitor ini baik untuk aplikasi pewaktu dan filter yang menggunakan frekuensi beberapa ratus KHz. Komponen ini mempunyai 2 warna untuk elektrodanya, yaitu: merah dan abu – abu. Untuk yang merah elektrodanya terbuat dari tembaga sedangkan warna abu – abu terbuat dari kertas alumunium. 9) Electric Double Capacitor (Super Capacitor)
Jenis kapasitor ini bahan dielektriknya sama dengan kapasitor elektrolit. Tetapi bedanya adalah ukuran kapasitornya lebih besar dibandingkan kapasitor elektrolit yang telah dijelaskan di atas. Biasanya mempunyai satuan F. Gambar bentuk fisiknya dapat dilihat di samping, pada gambar tersebut kapasitornya memiliki memili ki ukuran 0.47F. Kapasitor ini biasanya digunakan untuk rangkaian rangkaian power supply. 10) Trimmer Capacitor
Kapasitor jenis ini menggunakan keramik atau plastik sebagai bahan dielektriknya. Nilai dari kapasitor dapat diubah – diubah – ubah ubah dengan cara memutar sekrup yang berada diatasnya. Didalam pemutaran diharapkan menggunakan obeng yang khusus, agar tidak menimbulkan efek kapasitansi antara obeng dengan tangan. ta ngan. 11) Tuning Capacitor
8
Kapasitor ini dinegara Jepang disebut sebagai “Varicons”, biasanya banyak sekali digunakan sebagai pemilih gelombang pada radio. Jenis dielektriknya menggunakan udara. Nilai kapasitansinya dapat dirubah dengan cara memutar gagang yang terdapat pada badan kapasitor kekanan atau kekiri. Apabila diantara kedua plat diberikan tegangan 1 volt maka kapasitor dapat menyimpan muatan listrik sebesar 1 coulomb, maka kapasitas dari kapasitor tersebut adalah 1 farad. Maka besarnya kapasitansi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : C = Q/ V............................................................. V............................................................................. ................ (1) Dimana : C = Kapasitansi kapasitor {F} Q = Muatan yang diisikan pada plat +Q dan .Q {C} V = Tegangan yang diberikan (V) Tampak bahwa satuan kapasitansi adalah coulomb/Volt atau {C/V} atau Farad {F}. Satu farad adalah jumlah muatan listrik sebesar satu coulomb yang disimpan di dalam elektrik {zat perantara} dengan beda potensial sebesar satu volt. Jadi kapasitansi dari suatu kapasitor adalah kemampuan darui kapasitor tersebut untuk menyimpan muatan pada plat platnya. Kapasitansi suatu kapasitor bergantung pada : 1. bahan dielektrik yang digunakan 2. Luas dari plat-plat 3. Jarak antara plat-plat
Kapasitansi dari kapasitor berbanding lurus dengan luas plat dan berbanding terbalik dengan jarak antara plat-plat atau dapat tertulis dengan:
9
= . ............................................ .................................................................. ..........................( ....( 2 ) Dimana :
= permitivitas bahan ( Farad/m)
A = luas pelat ( m 2) d = jarak antara pelat-pelat (m)
Perbandingan antara permitivitas suatu bahan ( ) dengan permitivitas
ruang hampa ( o) disebut permitivitas relatif atau konstanta dielektrik dinyatakan dengan yaitu :
∈ = ∈∈ .......................................... ...............................................................( .....................( 3 ) Untuk kapasitor yang dapat diubah-ubah kapasitasnya atau kapasitor variabel yang mempunyai pelat lebih dari dua, dapat ditulis bahwa luas pelat efektif dari n pelat adalah (n-1) dikali luas penampang masing masing pelat. Oleh karena itu dapat ditulis :
−1) = ∈∈ (−1) ...................................................( ..................................... ..............( 4 ) Dimana : n = banyaknya pelat paralel ( bagian luar )
Setiap kapasitor memiliki batas tegangan yang jika dilewati akan menyebabkan kerusakan. Batas tegangan tersebut dinamakan breakover voltage voltage atau working voltage, voltage, sebelum kapasitor digunakan dalam sebuah rangkaian kita harus mengetahui tegangan tertinggi yang mungkin terjadi pada rangkaian tersebut. Tegangan kapasitor kapasit or harus melebihi tegangan yang mungkin akan terjadi. c. Tipe-tipe Kapasitor
10
Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic electrostatic, electrolytic dan electrochemical. 1. Kapasitor Electrostatic Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. Tersedia dari besaran pF sampai beberapa uF, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene, polycarbonate, metalized paper dan lainnya. Mylar, MKM, MKT MK T adalah beberapa contoh sebutan se butan merek dagang untuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film. Umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar. 2. Kapasitor Electrolytic Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan – di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif katoda. Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium, magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida (oxide film). Lapisan oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan emas. emas . Elektroda metal yang dicelup kedalam larutan electrolit (sodium borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif (katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidai permukaan plat metal. Contohnya,
11
jika
digunakan
Aluminium,
maka
akan
terbentuk
lapisan
Aluminiumoksida (Al 2O3) pada permukaannya.
Kapasitor Elektrolit (Elco) Dengan demikian berturut-turut plat metal (anoda), lapisan-metaloksida dan electrolyte(katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal-oksida sebagai dielektrik. Dari rumus kedua diketahui besar kapasitansi berbanding terbalik dengan tebal dielektrik. Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian dapat dibuat kapasitor yang kapasitansinya cukup besar. Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang banyak digunakan adalah aluminium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah adalah Aluminium. Untuk mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai contoh 100uF, 470uF, 4700uF dan lain-lain, yang sering juga disebut kapasitor elco. Bahan electrolyte pada kapasitor Tantalum ada yang cair tetapi ada juga yang padat. Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutan electrolit yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu manganese-dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil Jadi dapat dipahami mengapa kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal. 3. Kapasitor Electrochemical
12
Satu jenis kapasitor lain adalah
kapasitor
electrochemical.
Termasuk kapasitor jenis ini adalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan, misalnya untuk applikasi mobil elektrik dan telepon selular. 3. Pengisian Dan Pengosongan Kapasitor
Rangkaian RC adalah rangkaian yang terdiri atas hambatan (R) dan kapasitor (C) yang dihubungkan dengan sumber tegangan DC. Ada dua proses dalam rangkaian RC yaitu: 1.
Pengisian Muatan (Charge)
Gambar proses pengisian kapasitor Pada proses pengisian diasumsikan bahwa kapasitor mula-mula tidak bermuatan. Saat saklar ditutup pada t = 0 dan muatan mengalir melalui resistor dan mengisi kapasitor [2]. Berdasarkan hukum Kirchhoff, maka diperoleh muatan sebagai fungsi waktu sebagai
() = (1- −/ ) = Q (1- −/ )...........................................(5) Dengan = RC yang merupakan konstanta waktu, maka diperoleh juga arus dan potensial pada kapasitor sebagai potensial fungsi waktu
() = −/ ........................................... ................................................................. ...................................(6) .............(6) Ketika saklar S ditutup, tegangan Vs akan menyebabkan arus mengalir ke dalam salah satu sisi kapasitor dan keluar dari sisi yang lainnya, arus ini tidak tetap karena ada penyekat dielektrik sehingga arus menurun ketika muatan pada kapasitor meninggi sampai V C = VS, ketika i = 0. Tegangan pada C akan naik secara eksponensial sesuai dengan persamaan berikut : 13
Vc = Vs (1- e-t/ RC) ....................................... ............................................................. ..............................(7) ........(7) Dimana : Vc
= tegangan pada kapasitor (V)
Vs
= tegangan pada sumber (V)
t
= waktu pengisian kapasitor (det)
R
= resistansi dari resisitor (Ω)
C
= kapasitansi dari kapasitor (F) Persamaan (5), (6) dan (7) diperoleh melalui penurunan rumus
sebagai berikut. 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
14
Untuk menyelesaikan menyelesaikan ruas kanan digunakan metode substitusi. Misalnya:
Sehingga
Diperoleh
Misalkan
Nilai B sitentukan oleh keadaan awal yaitu pada saat t=0 dimana kapasitor dalam keadaan kosong (Q=0). Sehingga:
15
Oleh karena
Tampak bahwa arus yang mengalir pada rangkaian semakin mengecil dan arus ini disebut arus transien. 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. Plot grafik arus dan tegangan pada kapasitor sebagai fungsi waktu ketika proses pengisian muatan adalah sebagai berikut
16
Gambar Grafik Pengisian kapasitor 2.
Pelepasan Muatan (Discharge) (Discharge)
Pada proses pelepasan muatan, potensial mula-mula kapasitor adalah
= sedangkan potensial pada resistor sama dengan nol. Setelah t
= 0, mulai tejadi pelepasan muatan dari kapasitor.
Gambar. Rangkaian pengosongan kapasitor Ketika saklar S dibuka, arus mengalir dari salah satu sisi kapasitor yang mengandung muatan listrik ke sisi yang lainnya. Ketika V C menjadi nol maka arus juga menghilang. menghilang. Kalau dihubungkan dihubungkan dengan sirkuit AC (bolak-balik), kapasitor akan terisi oleh tegangan searah dan kemudian menutup aliran arus selanjutnya serta kapasitor akan terisi dan kosong secara kontinu dan arus bolak-balik mengalir dalam sirkuit. Berdasarkan hukum Kirchhoff berlaku muatan sebagai fungsi waktu ditulis sebagai :
() = Q. −/ .......................................... ................................................................ ...................... (8) Potensial dan arus pada kapasitor sebagai fungsi waktu dapat ditulis menjadi :
Vc (t) =
() =
e /
-t RC
atau
................................................................ ........................... .... (9) Vc = Vs e-t/RC........................................................
17
I(t) =
=
e /
-t RC
=
I0.e /
-t RC
.......................................... (10)
Adapun persamaan (8), (9) dan (10) diperoleh melalui penurunan rumus sebagai berikut. Besarnya arus yang mengalir sama dengan laju pengurangan muatan sehingga :
Jika tegangan pada resistor adalah IR dan tegangan kapasitor adalah Q/C maka aturan simpal kirchoff memberikan :
Kedua ruas kita kalikan dengan dt/Q
Anggap :
Maka dapatkan
Sama seperti tulisan sebelumnya, nilai B ditentukan oleh keadaan awal. Jika keadaan awal pada saat t=0 muatan dalam kapasitor adalah Q = Qo maka :
18
Dengan Nilai RC ini disebut konstanta waktu yaitu waktu waktu yang dibutuhkan muatan untuk berkurang menjadi 1/e dari nilai awalnya. Hal tersebut dikarenakan :
Maka tegangan kedua kaki kapasitor adalah
Arus yang mengalir dalam rangkaian rangkaian
Terlihat dari plot grafik terjadinya proses pelepasan muatan sebagai berikut.
Gambar Grafik Pengosongan kapasitor Jika suatu rangkaian RC diberi tegangan DC maka muatan listrik pada kapasitor tidak akan langsung terisi penuh, akan tetapi membutuhkan waktu untuk mencapai muatan listrik pada kapasitor tersebut penuh. Setelah muatan listrik penuh dan sumber tegangan dilepas maka muatan listrik
pada
kapasitor
tidak
akan
langsung
kosong
akan
tetapi
membutuhkan waktu untuk mencapai muatan listrik pada kapasitor kosong. Waktu yang diperlukan untuk pengisian dan pengosongan
19
kapasitor bergantung kepada besar RC yang disebut konstanta waktu (time constant) yaitu :
= R.C ............................................ .................................................................... ..........................(11) ..(11) dimana :
= konstanta waktu (detik)
R = Resistansi dari kapasitor (Ω) C = Kapasitansi dari kapasitor (F) dan rumus konstanta waktu secara universal :
................................................(12) dimana : change
= nilai perubahan
akhir
= nilai akhir variabel
awal
= nilai awal variabel
e
= nilai euler (2,7182818)
T
= waktu dalam satuan detik
= konstanta waktu dalam satuan detik
untuk menentukan besar waktu yang dibutuhkan untuk perubahan tertentu adalah
........................................... ................................................................. ................................ .......... (13) Prinsip Pengisian dan Pengosongan Pengosongan Kapasitor
Kapasitor dapat menyimpan muatan listrik sesuai dengan kapasitas kapasitansinya. C = Q. V keterangan: C= kapasitansi kapasitor [ Farad ] Q = Muatan Listrik [ Coulumb ] V = tegangan [Volt] proses pengisian muatan kapasitor dapat dilihat pada gambar gambar dibawah ini:
20
Pada saat saklar / switch ditekan maka kapasitor akan membentuk loop tertutup dengan battery 9 Volt, maka kapasitor akan melakukan pengisian sampai dengan tegangan pada kapasitor sama dengan tegangan pada baterry, dapat dilihat pada tampilan grafiknya. proses pengosongan muatan kapasitor dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Pada saat saklar / switch dilepas maka polaritas positf kapasitor akan
21
terhubung singkat dengan polaritas negatif kapasitor, maka kapasitor akan melakukan pengosongan muatan sampai dengan tegangan pada kapasitor habis, dapat dilihat pada tampilan grafiknya. 4. Efek transien rangkaian RC
Efek transien rangkaian RC sebagai berikut: 1. Efek Transien Rangkaian RC adalahRangkaian Listrik yang tidak dapat dipisahkan dari elemen atau komponen. Yaitu terdiri dari elemen aktif dan pasif atau komponen listrik aktif dan pasif. 2. Fungsi Kapasitor dalam komponen elektronika adalah sebagai penyimpan muatan listrik, selain fungsi tersebut kapasitor tersebut kapasitor juga juga dapat digunakan sebagai penyaring frekuensi. Dalam muatan listrik terdapat kapasitas penyimpanan kemampuan kapasitor yang dinamakan Fara d dengan simbol “F”. Simbol dari kapasitor sendiri adalah C (kapasitor). 3. Pengertian resistor adalah salah satu komponen elekronika yang berfungsi sebagai penahan arus yang mengalir dalam suatu rangkaian dan berupa terminal dua komponen elektronik yang menghasilkan tegangan pada terminal yang sebanding dengan arus listrik yang melewatinya sesuai dengan hukum Ohm (V = IR). Fungsi resistor adalah resistor adalah sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor pada rangkaian elektronik biasanya digunakan untuk mengurangi tegangan atau mencocokkan level tegangan. Lha kalau nggak pakai resistor, rangkaian nggak bisa bekerja. 4. Jika diketahui rumus : VC = VCO . e-t/RC , bagaimana cara menetukan nilai konstanta waktu dari rumus tersebut? 5. perkalian hambatan R dengan kapasitas kapasitor C dinamakan konstanta waktu. cara menentukan nilai konstanta dari rumus diatas ialah:konstanta waktu = RC -> t=R.C 6. Konstanta waktu adalah waktu itu akan mengambil untuk perbedaan potensial di seluruh kapasitor (dalam rangkaian RC) untuk meningkatkan ke tingkat yang sama sebagai tegangan yang dikenakan. Tegangan
22
kapasitansi bermuara di rata-rata eksponensial. Tegangan atas kapasitor juga jatuh pada tingkat yang sama. 7. Rangkaian AC adalah rangkaian yang memiliki arusbolak-balik. Kapasitor dan induktor saat diberi sumber tegangan AC akan memiliki impedansi yang dapat mempengaruhi rangkaian. Impedansi adalah perbandingan phasor tegangandan phasor arus.
23
BAB I PENDAHULUAN D. Latar Belakang
Dalam
kehidupan
sehari-hari,
jika
kita
menyalakan
ataupun
mematikan lampu, tentunya jika diperhatikan ada jeda waktu antara saat saklar dinyalakan hingga lampu menyala dari agak redup, kemudian menjadi terang.
Atau yang yang lebih mudah mudah diamati adalah adalah saat menyalakan atau
mematikan kipas angin. Contoh, ketika kipas angin dimatikan, tentunya putaran baling-baling pada kipas tidak serta-merta langsung berhenti seketika, tapi perlahan-lahan menjadi pelan hingga akhirnya baling-baling berhenti. Mengapa begitu? Itulah yang disebut peralihan atau bias disebut juga “TRANSIEN”. Lalu jika kita mengamati dan membandingkan lampu rumah kita, yakni membandingkan lampu kamar mandi dan lampu kamar tidur. Lampu mana yang lebih awet menyala? Lampu kamar tidur atau kamar mandi? Pada umumnya pasti kalian menjawab lampu kamar mandi. Mengapa begitu? Karena dibandingkan lampu kamar tidur yang hanya di nyala-matikan saat malam hari, lampu kamar mandi lebih sering di nyala-matikan, yaitu setiap kali sebelum-sesudah menggunakan kamar mandi. Ternyata hal tersebut terjadi karena adanya pengaruh TRANSIEN. Memang pada kenyataannya transien hanya terjadi secara singkat, tetapi dengan memahami transien pada suatu rangkaian atau alat, kita akan memahami efek gejala listrik yang sangat mempengaruhi kekuatan suatu alat/rangkaian sehingga dapat meminimalisir efek gejala listrik yang dapat menyebabkan kerusakan pada alat. E. Rumusan Masalah
e. Bagaimana pengertian dan fungsi transien ? f. Bagaimana jenis jenis dan tipe kapasitor ? g. Bagaimana prinsip serta grafik pengisian dan pengosongan kapasitor? h. Bagaimana pengaruh transien RC?
24
F.
Tujuan
e. Mengetahui pengertian dan fungsi transien f. Mengetahui jenis jenis dan tipe kapasitor g. Bagaimana prinsip serta grafik pengisian dan pengosongan kapasitor h. Mengetahui pengaruh transien RC
25
DAFTAR PUSTAKA
Tipler, Paul A. 2001. Fisika, Jilid 2. Alih bahasa, Bambang Soegijono. Jakarta: Erlangga. http://yosmedia.blogspot.com/2009/07/pengosongan-kapasitor. (Diakses tanggal http://yosmedia.blogspot.com/2009/07/pengosongan-kapasitor. 11 Desember 2013) http://www.digiwarestore.com/file/AN-02.pdf. (Diunduh tanggal 12 Desember http://www.digiwarestore.com/file/AN-02.pdf. 2013) http://rpprastio.wordpress.com/2013/04/16/pengisian-muatan-ke-dalamkapasitor/. (Diakses kapasitor/. (Diakses tanggal 13 Desember 2013) http://www.scribd.com/doc/133195758/Pengisian-Dan-Pengosongan-Kapasitor. (Diakses tanggal 12 Desember 2013) http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/469/jbptunikompp-gdl-srisupatmi-23405-7 pertemua-r.pdf.(Diunduh pertemua-r.pdf.(Diunduh tanggal 12 Desember 2013) http://www.scribd.com/doc/75972390/Analisis-Pengisian-dan-PengosonganKapasitor-Dengan-Metode-Regresi-Linier. (Diakses Kapasitor-Dengan-Metode-Regresi-Linier. (Diakses tanggal 12 Desember 2013)
26