Free Powerpoint Templates

Kapasitor dan Rangkaian RC Free Powerpoint Templates

KAPASITOR Secara umum Kapasitor terdiri atas dua keping konduktor yang saling sejajar dan terpisah oleh suatu bahan dielektrik ( dari bahan isolator) atau ruang hampa. Bahan dielektrik Antara dua keping dihubungkan dengan beda potensial V dan menimbulkan muatan listrik sama besar pada masing-masing keping tetapi berlawanan tanda. Luas =A

Kapasitor Simbol Kapasitor • Sifat Kapasitor 1. Dapat menyimpan energi listrik, tanpa disertai reaksi kimia 2. Tidak dapat dilalui arus listrik DC dan mudah dilalui arus bolak-balik 3. Bila kedua keping dihubungkan dengan beda potensial, masing-masing bermuatan listrik sama besar tapi berlawanan tanda. -Q +Q V +

Kapasitor -Q +Q • Kapasitas kapasitor (C) menunjukkan besar muatan listrik pada masing-masing keping bila kedua keping mengalami beda potensial 1 volt V V + Q = nilai muatan listrik pada masing- masing keping V = beda potensial listrik antar keping ( volt) C = kapasitas kapasitor (Farad = F )

Kapasitas kapasitor A = luas salah satu permukaan yang saling berhadapan (meter2 ) Ruang hampa atau udara d =Jarak antar keping (meter) C = kapasitas kapasitor (Farad= F) Luas =A o = permitivitas udara atau ruang hampa ( 8.854 187 82 · 10-12 C/vm )

Kapasitas kapasitor Kapasitas kapasitor yang terdiri atas bahan dielektrik Bahan dielektrik Luas =A K = tetapan dielektrik (untuk udara atau ruang hampa K = 1 ) = permitivitas bahan dielektrik (C/vm )

Jenis- jenis kapasitor KapasitorElectrostatic Kapasitorelectrostatic adalahkelompokkapasitor yang dibuatdenganbahandielektrikdarikeramik, film danmika. KapasitorElectrolytic Kelompokkapasitor electrolytic terdiridarikapasitor-kapasitor yang bahandielektriknyaadalahlapisan metal-oksida. Umumnyakapasitor yang termasukkelompokiniadalahkapasitor polar dengantanda + dan - dibadannya. kapasitorinimemilikipolaritas, adalahkarenaprosespembuatannyamenggunakanelektrolisasehinggaterbentukkutubpositifanodadankutubnegatifkatoda. KapasitorElectrochemical Satujeniskapasitor lain adalahkapasitor electrochemical. Termasukkapasitorjenisiniadalah battery danaccu. battery danaccuadalahkapasitor yang sangatbaik, karenamemilikikapasitansi yang besardanarusbocor (leakage current) yang sangatkecil.

Rangkaian Kapasitor • Rangkaian seri -Q1 +Q1 -Q2 +Q2 • Kapasitas gabungan kapasitor (Cg ), kapasitas kapasitor pertama (C1), kapasitor kedua (C2) memenuhi : • Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian = muatan listrik pada masing-masing kapasitor. • Q = Q1 + Q2 dan Q1 = Q2 • Tegangan listrik antar ujung rangkaian(V), tegangan pada kapasitor pertama(V1 ) dan kapasitor kedua(V2 ) memenuhi: • V = V1 + V2 V +

Rangkaian Kapasitor • Rangkaian seri 1. Kapasitas gabungan kapasitor : Cg = 6/5 = 1,2 F 2. Muatan listrik pada rangkaian = 1,2 F x 6V = 7,2 C Pada kapasitor satu = 7,2 C Pada kasitor kedua = 7,2 C 3. Tegangan liatrik pada kapasitor satu = 3,6 V Pada kapasitor dua = 2,4 V -Q +Q Contoh -Q +Q C1 = 2 F C2 = 3 F V = 6 volt +

Rangkaian Kapasitor • Tegangan pada kapasitor pertama (V1), kapasitor kedua (V2) dan tegangan sumber (V) masing-masing sama besar. • V1 = V2 = V • Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian memenuhi Q = Q1 + Q2 • Kapasitas gabungan kapasitor mmenuhi : • Cg = C1 + C2 • Rangkaian paralel -Q1 +Q1 -Q2 +Q2 V +

Rangkaian Kapasitor • Tegangan pada kapasitor pertama (V1) dan kapasitor kedua (V2) adalah • V1 = V2 = 6 volt • Kapasitas gabungan kapasitor adalah • Cg = C1 + C2 = 2F + 3F = 5F • Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian memenuhi Q = Cg xV = 5F x 6V = 30C • Q1 = C1 x V = 2Fx6V = 12C • Q2 = C2 x V = 3Fx6V = 18C • Rangkaian paralel Contoh -Q1 +Q1 C1 = 2 F -Q2 +Q2 C2 = 3 F V = 6 volt +

Energi Listrik yang Tersimpan pada Kapasitor • Grafik hubungan tegangan (V) dengan muatan listrik yang tersimpan pada kapasitor (Q) Q(Coulomb) Nilai energi listrik yang tersimpan pada kapasitor yang bermuatan listrik Q = luas daerah Dibawah garis grafik Q-V (yang diarsir ). Q V(volt) V

Energi Listrik yang Tersimpan pada Kapasitor Sebuah kapasitor yang memiliki kapasitas C dihubungkan dengan tegangan V. Karena Q = C.V, maka C Keterangan : Q = muatan listrik kapasitor ( Coulomb) C = Kapasitas kapasitor ( farad) V V = tegangan listrik antar keping kapasitor ( Volt) + W = Energi listrik yang tersimpan pada kapasitor ( Joule )

Rangkaian RC (Resistor-Kapasitor) Rangkaian RC (Resistor-Kapasitor), atau sering dikenal dengan istilah RC filter atau RC network, adalah rangkaian listrik yang tersusun dari resistor dan kapasitor. Rangkaian RC orde satu (first order) tersusun dari satu resistor dan satu kapasitor yang merupakan rangkaian RC paling sederhana. Rangkaian RC dapat digunakan untuk menyaring (filter) sinyal dengan cara menahan (block) frekuensi sinyal tertentu dan meneruskan (pass) sinyal yang lainnya. Ada 4 macam filter RC, di antaranya: high-pass filter, low-pass filter, band-pass filter, dan band-stop filter.

Rangkaian RC sering digunakan sebagai filter (tapis). Ada dua jenis filter, yaitu low-pass filter (tapis lolos rendah) Rangkaian ini digunakan untuk melewatkan sinyal-sinyal frekuensi rendah dan melemahkan sinyal-sinyal frekuensi tinggi. high-pass filter (tapis lolos tinggi) Rangkaian ini digunakan untuk melewatkan sinyal-sinyal frekuensi tinggi dan melemahkan sinyal-sinyal frekuensi rendah. RANGKAIAN RC SEBAGAI TAPIS (FILTER)

VOUT VOUT R R VIN ~ VIN ~ C C Low-pass 1.0 High-pass VOUT / VIN frekuensi , Hz Respon-frekuensi dari High-pass dan Low-pass filter Low-pass RC filter High-pass RC filter

Rangkaian RC seri Rangkaian RC paralel

Rangkaian arus searah arus RC Kapasitor dan resistor sering dijurnpai bersama-sama dalam suatu rangkaian. Garnbar 6-7 rnenunjukkan sebuah contoh sederhana rangkaian RC. Jika saklar S. ditutup, arus segera rnulai rnengalir ke dalam nmgkaian, dan pada kapasitor C rnulai lcrkurnpul sejurnlah rnuatan . Selarna rnuatan lerkurnpul pada kapasilor, arus dari surnber rnenurun hingga tegangan kapasilor V sarna dengan gaya gerak listrik surnber E,dan sclanjutnya lidakada arus yang rnengalir. Mualan pada kapasilor Q naik sccata benahap

Pada t = 0 , ketika S ditutup: Pada kapasitor C tidak ada muatan sehingga tak ada beda potensial di ujung ujung kapasitor. Beda potensial di ujung ujung R adalah   arus maksimum I0 =  / R Pada t = t , pada saat setelah S ditutup: Di kapasitor sudah ada muatan Q (+Q di keping + dan –Q di keping -) Beda tegangan di ujung ujung kapasitor menjadi Q/C Akibatnya beda tegangan di ujung ujung R (dan arus I) turun.

Dari hukum Kirchhoff: Dan hubungan Didapat persamaan (1) k konstanta integrasi, dari syarat t = 0 muatan Q = 0, akan didapat

Ketika kapasitor terisi penuh, beda tegangan di ujung ujung kapasitor adalah  dan muatan di kapasitor adalah Persamaan (1) menjadi: Muatan sebagai fungsi t: Arus sebagai fungsi t:

Kurva Q dan I sebagai fungsi t

i atau vc i = Ipsin t vc = Vpsin (t – 90) S C  /2 ~ t 5/2 3/2 2 3 R PERILAKU RANGKAIAN RC TERHADAP TEGANGAN AC

Impedansi Dalam Rangkaian RC Seri Dalam rangkaian RC sifat perlawanan listrik diberikan oleh resistor dan kapasitor. Karena perbedaan fase antara tegangan resistor dan kapasitor, maka perlawanan total yang diberikan oleh kedua komponen tersebut tidak bisa dijumlahkan secara langsung, melainkan harus ditambahkan secara vector. Perlawanan total (disebut impedansi, Z) merupakan resultan antara R dan XC yang besarnya adalah

Sudut fase antara Z dan R adalah :  R Z vc Diagram Fase Rangkaian RC Contoh *

Free Powerpoint Templates