Respon Transien Kapasitor

Respon transient kapasitor

Karena kapasitor menyimpan energi dalam bentuk medan listrik, kapasitor cenderung beraksi seperti baterai sekunder kecil, yang mampu menyimpan dan melepas energi listrik. Kapasitor yang kosong sama sekali akan mempertahankan tegangan pada terminalnya pada nol volt, sedangkan kapasitor yang berisi/bermuatan akan mempertahankan nilai tegangan tertentu yang bernilai konstan, sama seperti pada baterai. Ketika kapasitor diletakkan pada rangkaian yang memiliki sumber tegangan, kapasitor akan menyerap energi dari sumber tegangan ini, sama seperti baterai sekunder yang sedang di charge saat dihubungkan pada sumber listrik. Kapasitor yang benar-benar kosong, memiliki tegangan nol volt pada kedua terminalnya, sehingga pada kondisi awal ini, kapasitor berkelakuan seperti short circuit ketika dihubungkan pada sumber tegangan, lalu mengmbil arus maksimum sehingga ia dapat memulai proses charge. Dalam selang waktu tertentu, tegangan pada terminal kapsitor naik, naik, dan naik mendekati nilai tegangan dari sumber, dan dalam selang waktu itu pula, arus yang mengalir pada rangkaian semakin berkurang. Saat kapasitor sudah mencapai level nilai tegangan tertinggi, yaitu tegangannya sama dengan tegangan sumber, kapasitor akan berhenti mengambil arus dari sumber, dan akan berkelakuan seperti open circuit.

 Image

Ketika saklar pertama kali ditutup, tegangan pada kapasitor (awalnya kapasitor benar-benar kosong/sama sekali tidak menyimpan energi) adalah nol volt, sehingga pada kondisi awal ini,kapasitor berkelakuan seperti short circuit. Tegangan kapasitor akan naik dan naik untuk mencapai nilai tegangan sama seperti pada sumber dalam selang waktu tertentu. Saat nilai tegangan pada kapasitor sudah sama dengan nilai tegangan sumber, kapasitor berhenti mengambil arus, dan ia akan berkelakuan seperti open circuit. Sedangkan nilai arus yang mengalir pada rangkaian tersebut dihitung dari beda tegangan antara sumber dengan kapasitor, dibagi dengan nilai resistansi (hukum Ohm). Saat tegangan pada kapasitor sudah sama dengan tegangan sumber, arus yang mengaliri rangkaian tersebut adalah nol ampere. Berdasarkan rangkaian di atas, setelah tegangan pada kapasitor mencapai maksimum, arus yang mengalir akan sama dengan nol ampere. bila diplot pada sebuah grafik. Kita tidak serta merta langsung dapat mensimulasikan rangkaian ini (seperti saat mensimulasikan rangkaian resistif). Karena pada rangkaian RC kita juga “bermain” variabel waktu, maka kita harus men-setting variabel waktu ini. Klik ATP, pilih settings… , Masukkan nilai 5E-5 pada kolom Tmax.. Jalankan rangkaian ini dengan cara menekan Run ATP lalu pilih PlotXY Setelah menjalankan simulasi ini, maka akan muncul jendela windows baru yaitu MC’s PlotXY Plot dan sebelumnya akan muncul dialog box yang berisi bermacam-macam variabel dari rangkaian di atas yang ingin kita lihat nilai/angkanya dalam variabel waktu.

Image

 Image

Tegangan kapasitor naik menuju angka 10 volt sedangkan arusnya turun menuju angka nol ampere pada selang waktu itu, dalam matematika kedua grafik ini disebut asimptot : yaitu kedua nilai (dalam kasus ini adalah tegangan dan arus) akan “berusaha” mencapai suatu nilai akhir, semakin mendekat dan mendekat seiring berjalannya waktu, tetapi selamanya tidak akan pernah mencapai nilai akhir yang dituju itu (hanya mendekati saja). Pada rangkaian ini, nilai tegangan pada kapasitor akan naik dan naik untuk mencapai angka 10 volt, tetapi tegangan kapsitor ini tidak akan pernah mencapai 10 volt, dengan kata lain hanya mendekati saja. Begitu pula dengan arus yang mengalir pada rangkaian ini, arusnya akan turun dan turun berusaha mencapai nol ampere, tetapi hingga kapanpun nilainya tidak akan  pernah mencapai nilai tepat nol ampere, dengan kata lain, hanya mendekati saja.