Pengisian dan Pengosongan Pada Kapasitor, Uji Coba Rangkaian

 

Pengisian dan Pengosongan Pada Kapasitor, Uji Coba Rangkaian


Pengertian Kapasitor

Kapasitor merupakan salah satu dari keluarga komponen pasif yang dapat menyimpan sementara arus listrik saat dialiri arus DC, dan dapat melewatkan arus AC. Berdasarkan definisi tersebut, penggunaan kapasitor sangat beragam, yaitu dapat difungsikan sebagai filter, kopling, bypass. Info selengkapnya tentang kapasitor dapat sobat baca di kapasitor. Pada artikel ini kita akan membahas tentang pendisian dan pengosongan kapasitor dalam rangkaian uji coba.

Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

Pada saat kapasitor dialiri arus DC, maka akan terjadi proses pengisian dan pengosongan muatan dalam waktu tertentu. Lamanya pengisian dan pengosongan dipengaruhi oleh nilai kapasitansi dari kapasitor dan nilai resistansi yang digunakan dalam sebuah rangkaian. Berikut ini contoh rangkiaan pengisian dan pengosongan kapasitor dengan sebuah saklar dan resistor yang dihubungkan dengan sumber tegangan DC.

Gambar 1. Rangkaian Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

 

Pengisian kapasitor merupakan satu proses dimana arus DC dari sumber tegangan masuk ke plat pada kapasitor  yang diantaranya ada bahan dielektrikum. Pada Gambar rangkaian di atas, saat saklar S terhubung ke No. 1, maka tegangan sumber akan mengalir menuju Resistor R dan kaki positif kapasitor, kemudian kapasitor akan mengisi muatan energi listrik tersebut dengan lama pengisian tergantung dari besar kecilnya Nilai Kapasitansi  kapasitor dan resistansi Resistor. Untuk mengetahui  tegangan dan arus pada saat pengisian, sobat bisa gunakan rumus pengisian kapasitor untuk tegangan dan arus sebagai berikut

 

tegangan kapasitor pada saat t detik

 

Pada saat kondisi awal tidak terdapat tegangan pada  Kapasitor, Vc(0) = 0V, maka persamaan diatas menjadi :

Arus pengisian setelah mencapai  t detik

 

Bila digambarkan dalam bentuk grafik, maka besarnya tegangan dan arus akan membentuk grafik eksponensial seperti pada gambar berikut :


 

Gambar 2. Grafik  Tegangan terhadap waktu     Gambar 3. Grafik  Arus terhadap waktu

 

Berdasarkan rumus pengisian kapasitor untuk tegangan, bisa didapat pula hubungan antara waktu pengisian terhadap persentase tegangan pada kapasitor yang dinyatakan dalam tabel berikut

 

 

 

Gambar 4. Tabel dan Grafik Persentase Pengisian

 

 



Latihan Soal

Perhatikan Gambar 1 di atas, Jika Nilai Kapasitor C = = 100 μF, dan Nilai Resistansi R = 5 kΩ, dihubungkan dengan sumber tegangan DC = 12 Volt, maka tentukan :

  1. Konstanta waktu pengisian (τ)
  2. Arus awal yang mengalir pada rangkaian (io)
  3. Tegangan dan arus kapasitor (Vc) setelah saklar ditutup selama 10 ms
  4. Waktu pengisian yang dibutuhkan agar tegangan kapasitor (Vc) terisi 50%nya
  5. Waktu pengisian yang dibutuhkan agar tegangan kapasitor (Vc) = 10V

Silakan sobat kerjakan menggunakan rumus di atas, jika mengalami kesulitan, bisa tulis di kolom komentar, atau hubungi kami di Contact

Uji Coba Rangkaian Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

Untuk melakukan uji coba rangkaian pengisian dan pengosongan kapasitor ini sobat perlu mempersiapkan hal hal sebagai berikut:

Gambar Rangkaian Percobaan

Gambar 5 rangkaian uji coba pengisian kapasitor

Alat dan Bahan

Peralatan yang harus dipersiapkan adalah sebagai berikut:

Bahan bahan:

  • Capasitor 1000 μF
  • Resistor : 10 K ohm
  • Saklar On/Off : 1 buah
  • Jumper secukupnya.

Tabel Analisis

 

 



Langkah Kerja

  1. Rangkitlah rangkaian seperti gambar rangkaian percobaan di atas. 
  2. Lakukan pengukuran pada tegangan VC,pada detik ke 0
  3. Tekan saklar pada posisi On, rangkaian terhubung ke sumber tegangan
  4. Lakukan pengukuran pada tegangan VC, pada detik ke 15, 30, 45, 60 dan 75
  5. Gunakan stop watch untuk pengaturan waktunya
  6. catat dalam tabel analisis di atas
  7. Buatlah grafik pengisian dengan format sesuai dengan grafik dan analisis di bawah ini

Grafik dan Analisanya

Setelah melakukan pengukuran, tuangkan hasilnya dalam bentuk tabel berikut, serta buatlah analisisnya

 

 

Analisinya : 

............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Demikian artikel tentang pengisian kapasitor, semoga bermanfaat.

 

Previous Post
No Comment
Add Comment
comment url