Hubungan arus dan tegangan pada Kapasitor Pengantar Analisis

Hubungan arus dan tegangan pada Kapasitor Pengantar Analisis Rangkaian

Tujuan Pembelajaran Mengenal hubungan arus dan tegangan pada kapasitor 2. Menghitung daya dan energi pada kapasitor 1.

Kapasitor sebagai Elemen Pasif Sejauh ini telah diperkenalkan Resistor, yaitu elemen pasif yang hanya mendisipasikan energi 2. Elemen pasif linier lain yang penting adalah: ◦ Kapasitor ◦ Induktor 3. Kapasitor dan induktor (hanya) dapat menyimpan energi dan tidak dapat membangkitkan atau mendisipasikan energi 1. 3

Struktur Kapasitor terdiri dari dua pelat konduktor yang dipisahkan oleh bahan dielektrik Pelat 2 Dielektrik konektor Pelat 1 konektor 4

Kapasitansi Pelat sejajar Tiga faktor penentu kapasitansi: 1. Area (luas permukaan), A 2. Jarak antar pelat, d 3. Permitivitas material dielektrik, e Untuk kapasitor pelat sejajar 5

Simbol dan Klasifikasi Kapasitor Klasifikasi menurut kapasitansi ◦ Kapasitor tetap ◦ Kapasitor variabel Klasifikasi menurut jenis material ◦ Kapasitor keramik ◦ Kapasitor elektrolit ◦ Kapasitor tantalum Klasifikasi menurut polaritas ◦ Polar ◦ Nonpolar Simbol 6

Muatan pada Kapasitor Secara umum hubungan muatan q dan tegangan v adalah linier Namun pada devais tertentu hubungan muatan tegangan bisa tidak linier. q Linear Nonlinear v Kapasitor mempunyai batas tegangan. Tegangan melebihi batasnya, merusak bahan dielektrik. 7

Muatan, Arus, dan Tegangan Kapasitor Muatan dalam kapasitor Arus melalui kapasitor Daya pada kapasitor Energi tersimpan dari to hingga t Untuk v(to)=0 dan v(t)=V 8

Contoh 0603. 01 a. b. Hitung muatan yang tersimpan pada kapasitor 6. 8 -p. F dengan tegangan 12 V Carilah energi yang tersimpan pada kapasitor tersebut. Jawab a. Muatan tersimpan dalam kapasitor b. Energi yang tersimpan pada kapasitor 9

Contoh 0603. 02 Bila tegangan pada kapasitor v=12 e-2 t V dan kapasitor mempunyai kapasitansi 100 m. F, hitunglah arus dan energi pada kapasitor saat t=0, 1, 2, dan 5 detik Jawab Tegangan pada kapasitor Arus pada kapasitor t=0 detik t=1 detik t=2 detik t=5 detik 10

Contoh 0603. 02 Tegangan pada kapasitor Energi pada kapasitor t=0 detik t=1 detik t=2 detik t=5 detik

Contoh 0603. 03 Bila tegangan pada kapasitor v=308 cos(100 pt) V dan kapasitor mempunyai kapasitansi 10 m. F tentukan arus rata-rata antara t=0 hingga 40 mdetik Jawab Tegangan pada kapasitor Arus pada kapasitor Daya pada kapasitor

Contoh 0603. 03 Daya pada kapasitor Daya rata-rata kapasitor antara t=0 dan t=40 mdetik

Sifat Arus dan Tegangan pada Kapasitor Arus pada kapasitor: Arus nol bila tegangan konstan atau tegangan bukan fungsi waktu (DC) – rangkaian terbuka Arus menjadi sangat besar bila tegangan berubah tibaarus (pulsa) sangat benar tiba. v(t) i(t) t tegangan berubah tiba-tiba 14

Contoh 0630. 04 Tentukan tegangan pada kedua kapasitor dalam keadaan DC rangkaian di bawah ini

Contoh 0630. 04 Arus dalam loop dapat dipastikan nol total Dengan transformasi sumber rangkaian menjadi Pada keadaan DC, arus kapasitor nol karena atau kapasitor teganganrangkaian dalam loop KVL nol. menjadi terbuka. Rangkaian menjadi: + - + Tegangan pada kapasitor 1 F adalah 15 V tegangan pada kapasitor 2 F adalah

Model Kapasitor Praktis Material dielektrik tidak sepenuhnya merupakan isolator Pada kapasitor riil digunakan model resistor paralel dengan kapasitor ideal untuk merepresentasikan arus bocor oleh dielektrik. 17