27 April 2009

Pengisian Kapasitor

Pada saat pengisian kapasitor diperlukan sebuah sumber tegangan konstan (Vin) yang digunakan untuk menyuplai muatan ke kapasitor dan sebuah resistor yang digunakan untuk mengatur konstanta waktu pengisian (τ) serta membatasi arus pengisian.

Pada rangkaian pengisian kapasitor disamping, saat saklar (S) ditutup maka akan ada arus yang mengalir dari sumber tegangan (Vin) menuju ke kapasitor. Besarnya arus ini tidak tetap karena adanya bahan dielektrik pada kapasitor. Arus pengisian akan menurun seiring dengan meningkatnya jumlah muatan pada kapasitor, dimana Vc≈Vin saat i=0.

Secara umum, rumus pengisian kapasitor untuk tegangan dan arus dapat dinyatakan seperti berikut :
  • tegangan kapasitor saat t detik

    apabila sebelum pengisian tidak terdapat adanya tegangan awal pada kapasitor, Vc(0)=0V, maka persamaan diatas menjadi :
  • arus pengisian setelah t detik
Apabila digambarkan dalam grafik maka tegangan dan arus pada pengisian kapasitor akan membentuk grafik eksponensial seperti berikut.


Berdasarkan rumus pengisian kapasitor untuk tegangan, bisa didapat pula hubungan antara waktu pengisian terhadap persentase tegangan pada kapasitor yang dinyatakan dalam tabel berikut
tVc
00
0,7RC50%
RC63%
2RC86,5%
3RC95%
4RC98,2%
5RC99%

Contoh soal :
Berdasarkan pada rangkaian pengisian kapasitor diatas, dimana :
tegangan pengisian (Vin) = 12 V
hambatan (R) = 5 kΩ
kapasitor (C) = 100 μF
Tentukan :
a. Konstanta waktu pengisian (τ)
b. Arus awal yang mengalir pada rangkaian (io)
c. Tegangan dan arus kapasitor (Vc) setelah saklar ditutup selama 10 ms
d. Waktu pengisian yang dibutuhkan agar tegangan kapasitor (Vc) terisi 50%nya
e. Waktu pengisian yang dibutuhkan agar tegangan kapasitor (Vc) = 10V

Penyelesaian :
  1. Konstanta waktu pengisian (τ)
  2. τ = RC = (5 kΩ)(100 μF) = 0.5 s
  3. Arus awal yang mengalir pada rangkaian (io)
  4. Tegangan pada kapasitor saat saklar ditutup selama 10 ms


  5. Waktu pengisian yang dibutuhkan agar tegangan kapasitor (Vc) terisi 50%nya
  6. Dari tabel hubungan antara waktu pengisian terhadap persentase tegangan pada kapasitor dapat diketahui bahwa tegangan pada kapasitor akan terisi 50% saat t=0,7RC, yaitu :
    t = 0,7(5kΩ)(100μF) = 0,35s = 350ms
    Atau dengan cara lain,
    tegangan pada kapasitor terisi 50% ≈ 12V/2 ≈ 6V


  7. Waktu pengisian yang dibutuhkan agar tegangan kapasitor (Vc) = 10V



Bookmark and Share
PERHATIAN :
Page copy protected against web site content infringement by Copyscape
Cantumkan link berikut jika Anda menulis ulang sebagian/seluruh isi artikel ini pada blog/website Anda

2 comments:

Sumintar said...

Wah keren nih elektronya, rumusnya bisa bikin mumet.

salam sukses

sumintar.com

yos said...

@Sumintar. Makasih atas kunjungannya pak.
itu udh rumus dasarnya kok pak. klo bikin mumet mgkn karena kurang akrab aja kali :D

Post a Comment

Blog Followers

Blog Directory