sulis.irjayanto

Just another Blog UMY site

Tugas Elektronika BAB IV

Posted by sulis irjayanto 0 Comment

BAB IV

KAPASITOR, INDUKTOR DAN RANGKAIAN AC

  • Bentukgelombangisyarat (signal)

Isyarat adalah merupakan informasi dalam bentuk perubahan arusatau tegangan. Perubahan bentuk isyaratterhadap fungsiwaktu atau bentuk gelombang merupakan bagian yang sangat panting pada elektronika.Bentuk gelombang isyarat yang sering kita jumpai diantaranya adalah seperti diperlihatkan pada gambar4.1

Gambar4.1 Berbagai bentuk isyarat penting pada sistem elektronika

 

Tegangan searah atau kontinu dihasilkan oleh sebuah baterai generator arusDC. Arus undakan (step) mengalir saat sebuah saklar dinyalakan yang menghasilkan tegangan searah,misalnya saat sebuah radio dinyalakan.Arus pulsa jika sebuah saklar dinyalakan (ON) kemudian dimatikan(OFF), digunakan untuk sistem informasi pada komputer. Gelombang gergaji naik secara linier kemudian reset.Arus eksponensial (menurun) mengalir saat energi disimpan dalam medan listrik pada suatu kapasitor dan dibiarkan bocor melalui sebuah resistor. Tegangan sinus diperoleh saat sebuah kumparan diputar dengan kecepatan konstan pada suatu medan listrik.

  • Kapasitor

Pada dasarnya sebuah kapasitor merupakan dua keping konduktor yang dipisahkan oleh suatu insulator  (udara, hampa udara atau suatu material tertentu). Secara skematis sebuah kapasitor keping sejajar dapat digambarkan seperti pada gambar4.2.

Gambar4.2 Kapasitor keping sejajar

 

Misalkan teganganDC dikenakan pada kedua keping seperti ditunjukkan pada gambar  4.2. Karena kedua  keping tersebut dipisahkan oleh suatu insulator, pada dasarnya tidak ada elektron yang dapat menyeberang celah diantara kedua keping.Pada saat baterai belum terhubung, kedua keping akan bersifat netral (belum temuati).

Saat  baterai  terhubung,  titik  dimana kawat  pada  ujung   kutub  negatif dihubungkan         akan  menolak elektron,  sedangkan titik  dimana kutub positif  terhubungkan menarik elektron. Elektron-elektron tersebut akan tersebar keseluruh keping kapasitor.Sesaat elektron mengalir kedalam keping sebelah kanan dan elektron mengalir  keluar  dari keping sebelah kiri; pada kondisi ini arus  mengalir melalui kapasitor  walaupun sebenarya tidak ada elektron yang mengalir melalui celah kedua keping tersebut.

Setelah bagian luar  dari keping  termuati, berangsur-angsur akan menolak muatan baru daribaterai. Karenanya arus pada keping tersebut akan menurun besarnya terhadap waktu sampai kedua keping tersebut berada pada tegangan yang dimiliki baterai. Keping sebelah kanan akan memiliki kelebihan elektron yang terukur dengan muatan-Q  dan pada keping sebelah kiri temuati sebesar+Q. Besarnya muatanQ ini

Karenanya proporsional dengan V atau

Q α C

Konstanta proporsionalitas tersebut dinyatakan sebagai kapasitansi atau C

Q = C x V                                                                                                       (4.1)

 

Dimana satuan kapasitansi ini dinyatakan dengan farad (F).

Secara umum hubungan antara muatan dan tegangan untuk sebuah kapasitor dapat dituliskan sebagai :

q = C x v                                                                                                         (4.2)

dengan demikian arus i yang mengalir diberikan oleh

i = dq/dt = C dv/dt                                                                                         (4.3)

 

atau

v = Q/c

  • Induktor

Telah diketahui bahwa elektron yang bergerak atau arus listrik yang mengalirakan menghasilkan medan magnet.  Nama kebalikannya untuk menghasilkan arus listrik (arus induksi) perlu dilakukan perubahan medan magnet.

Percobaan yang sangat sederhana dapat dilakukan seperti di skemakan pada gambar 4.3. Saatsaklar (switch) ditutup dan arus mengalir secara tetap pada kumparan dibagian bawah,maka tidak ada arus induksi yang mengalir pada kumparan bagian atas.  Namun sesaat saklar ditutup (atau dibuka) sehingga medan magnet yang dihasilkan berubah,maka volt meter akan menunjukkan  adanya perubahan tegangan induksi. Besarya tegangan yang dihasilkan adalah sebanding dengan perubahan arus.

induksi, dapat dituliskan sebagai:

v = L di / dt

dimana harga proporsinalitas L disebut induksi diri atau induktansi dengan satuan henri(H).

     Gambar4.3 Percobaan sederhana terjadinya induksi diri pada inductor

 

  • Arus Transien pada RangkaianRC

Gambar4.4 Terjadinyaarus transien padarangkaianRC

 

Gambar 4.4 menjelaskan proses pemuatan dan pelucutan muatan pada sebuah kapasitor. Jika mula-mula saklar berada pada posisi1 dalam waktu yang relatif lama maka kapasitor akan termuati sebesarV volt. Pada keadaan ini kita catat sebagai t =0.

Saat saklar dipindah ke posisi2, muatan kapasitor mulai dilucuti (discharge) sehingga tegangan pada kapasitor tersebut mulai menurun.  Saat tegangan pada kapasitor mulai menurun,energi yang tersimpan akan dilepas menjadi panas melalui resistor.   Karena tegangan pada kapasitor adalah samadengan tegangan pada resistor maka arus yang  lewat rangkaian juga akan menurun. Proses ini terus berlangsung sampai seluruh muatan terlucuti atau tegangan dan arus menjadi nol sehingga rangkaian dalam keadaan stabil (steady-state).

  • Rangkaian Diferensiator

Gambar4.6 Rangkaian RCsebagai deferensiatordan integrator

 

Rangkaian RCpadagambar 4.6-a dapat berfungsi sebagai rangkaian deferensiator ,yaitu keluaran merupakan derivatif dari masukan. Untuk kasus masukan tegangan berupa gelombang  kotak, tegangan keluaran proportional dengan proses pemuatan dan pelucutan sebagai reaksi dari tegangan undakan (step voltage). Dalam hal ini rangkaian RC berfungsi sebagai pengubah gelombang kotak menjadi bentuk rangkaian pulsa jika konstanta  waktu RC berharga lebih kecil dibandingkan periode dari gelombang masukan.

Dengan  melakukan  pendekatan  dan  menggunakan  hukum  Kirchhoff  tentang tegangan diperoleh:

  • RangkaianIntegrator

Rangkaian RC dapat juga digunakan sebagai rangkaian integrator seperti ditunjukkan pada gambar4.6-b.  Secara umum berlaku :

Categories: Uncategorized

PROFIL AKU

sulis irjayanto


Popular Posts

Hello world!

Selamat datang di Blog UMY. Ini adalah tulisan pertama Anda. ...

Tugas Elektronika BA

    BAB I ARUS DAN TEGANGAN LISTRIK Arus listrik adalah aliran elektron pada ...

Tugas Elektronika BA

BAB II RANGKAIAN ARUS SEARAH   Arus Searah (DC) Pada rangkaian DC hanya melibatkan ...

Tugas Elektronika BA

BAB III ALAT-ALAT UKUR LISTRIK   PenggunaanMeterDasar Pemakaian terpenting adalah sebagai alat ukur arus ...

Tugas Elektronika BA

BAB IV KAPASITOR, INDUKTOR DAN RANGKAIAN AC Bentukgelombangisyarat (signal) Isyarat adalah merupakan informasi ...