Menghitung Kapasitor Pengganti dan Rangkaian RLC

Rangkaian Seri dan Paralel Kapasitor serta Cara Menghitung Nilainya 

Kapasitor (Kondensator) adalah Komponen Elektronika yang berfungsi untuk menyimpan Muatan Listrik dalam waktu yang relatif dengan satuannya adalah Farad.

Rangkaian Paralel Kapasitor (Kondensator)

Rangkaian Paralel Kapasitor adalah Rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih Kapasitor yang disusun secara berderet atau berbentuk Paralel. Dengan menggunakan Rangkaian Paralel Kapasitor ini, kita dapat menemukan nilai Kapasitansi pengganti yang diinginkan.

Rumus dari Rangkaian Paralel Kapasitor (Kondensator) adalah :

C_total = C₁ + C₂ + C₃ + C₄ + …. + C_n

Dimana :

C_total = Total Nilai Kapasitansi Kapasitor
C₁     = Kapasitor ke-1
C₂    = Kapasitor ke-2
C₃    = Kapasitor ke-3
C₄    = Kapasitor ke-4
C_n     = Kapasitor ke-n

Berikut ini adalah gambar bentuk Rangkaian Paralel Kapasitor

Contoh Kasus untuk menghitung Rangkaian Paralel Kapasitor

Seorang  Perancang Rangkaian Elektronika ingin merancang sebuah Peralatan Elektronika, salah satu nilai Kapasitansi yang diperlukannya adalah 2500pF, tetapi nilai tersebut tidak dapat ditemukannya di Pasaran Komponen Elektronika. Oleh karena itu, Perancang Elektronika tersebut menggunakan Rangkaian Paralel untuk mendapatkan nilai kapasitansi yang diinginkannya.

Penyelesaian :

Beberapa kombinasi yang dapat dipergunakannya antara lain :

1 buah Kapasitor dengan nilai 1000pF
1 buah Kapasitor dengan nilai 1500pF

C_total = C₁ + C₂
C_total = 1000pF + 1500pF
C_total = 2500pF

Atau

1 buah Kapasitor dengan nilai 1000pF
2 buah Kapasitor dengan nilai 750pF

C_total = C₁ + C₂ + C₃
C_total = 1000pF + 750pF + 750pF
C_total = 2500pF

 Rangkaian Seri Kapasitor (Kondensator)

Rangkaian Seri Kapasitor adalah Rangkaian yang terdiri dari 2 buah dan lebih Kapasitor yang disusun sejajar atau berbentuk Seri.

Rumus dari Rangkaian Paralel Kapasitor (Kondensator) adalah :

1/C_total = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ + 1/C₄ + …. + 1/C_n

Dimana :

C_total = Total Nilai Kapasitansi Kapasitor
C₁     = Kapasitor ke-1
C₂    = Kapasitor ke-2
C₃    = Kapasitor ke-3
C₄    = Kapasitor ke-4
C_n     = Kapasitor ke-n

Berikut ini adalah gambar bentuk Rangkaian Seri Kapasitor  

Contoh Kasus untuk menghitung Rangkaian Seri Kapasitor

Seorang Engineer ingin membuat Jig Tester dengan salah satu nilai Kapasitansi Kapasitor yang paling cocok untuk rangkaiannya adalah 500pF, tetapi nilai 500pF tidak terdapat di Pasaran. Maka Engineer tersebut menggunakan 2 buah Kapasitor yang bernilai 1000pF yang kemudian dirangkainya menjadi sebuah Rangkaian Seri Kapasitor untuk mendapatkan nilai yang diinginkannya.

Penyelesaian :

2 buah Kapasitor dengan nilai 1000pF

1/C_total = 1/C₁ + 1/C₂
1/C_total = 1/1000 + 1/1000
1/C_total = 2/1000
2 x C_total = 1 x 1000
C_total = 1000/2
C_total = 500pF

 Soal:

1.        Tiga kapasitor terangkai seri-paralel seperti pada gambar di bawah. Jika C1 = 2 μF, C2 = 4 μF, C3 = 4 μF, maka kapasitas penggantinya adalah…

2.         Tiga kapasitor terangkai seri-paralel seperti pada gambar di bawah. Jika C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 5 μF dan C₅ = 10 μF, maka kapasitas penggantinya adalah…

Rangkaian RLC 

Rangkaian RLC merupakan rangkaian baik yang dihubungkan dengan paralel ataupun secara seri, namun rangkaian tersebut harus terdiri dari kapasitor, induktor, dan resistor. Penamaan RLC sendiri juga memiliki alasan tersendiri, yaitu disebabkan nama yang menjadi symbol listrik biasanya pada kapasitansi; induktansi dan ketahanannya masing-masing. Rangkaian ini akan beresonansi dengan suatu cara yang sama yaitu-sebagai Rangkaian LC, bersamaan dengan terbentuknya osilator harmonik.

Rangkaian terdiri dari rangkaian seri dan paralael, dimana karakteristik dari setiap rangkaian adalah sebagai berikut.

Rangkaian Seri, mempunyai karakteristik diantaranya jumlah  tegangan akan dibagi dengan jumlah tahanan seri, dan arus yang mengalir ke beban adalah sama nilainya

Rangkaian seri RLC adalah rangkaian elektronika yang tersusun atas resistor, induktor, dan kapasitor yang dihubungkan secara seri, dengan sumber tegangan bolak-balik atau tegangan AC. Pada rangkaian RLC seri, hambatan arus tegangan sefase, induktor tegangan mendahului arus, serta kapasitor tagangan didahului arus.

Rangkaian Paralel, mempunyai karakteristik diantaranya tegangan pada masing-masing beban adalah sama, dan arus masing-masing cabang bergantung pada besar tahanannya.

CONTOH SOAL

1.        Perhatikan gambar rangkaian RLC berikut ini.

Kuat arus maksimum dari rangkaian adalah…

2.Pada rangkaian seri RLC dengan R = 80 Ω, XL = 100 Ω, dan XC = 40 Ω, dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik dengan tegangan maksimum 120 volt, tentukanlah arus maksimum pada rangaian tersebut.

Pembahasan

Z = √{R2 + ( XL - Xc)2}

⇒ Z = √{802 + ( 100 - 40)2}

⇒ Z = √(6.400 + 3.600)

⇒ Z = √(104)

⇒ Z = 100 Ω.

Imax = Vmax/ Z

⇒ Imax = 120/ 100

⇒ Imax = 1,2 A.

SOAL:

1.     Pada rangkaian seri RLC dengan R = 100Ω, XL = 100 Ω, dan XC = 80 Ω, dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik dengan tegangan maksimum 120 volt, tentukanlah arus maksimum pada rangaian tersebut

2.     Perhatikan gambar rangkaian RLC dibawah ini.

Jika R = 300 Ohm, L = 0,9 H, C = 2 μF, Vef = 250 V dan ω = 1000 rad/s, maka kuat arus efektif yang mengalir dalam rangkaian adalah…