Pengosongan RC Dan Konstanta Waktu RC [PDF]

Citation preview

Pengosongan RC dan Konstanta Waktu RC (Resistor Kapasitor)  Elektronika, Jaringan RC, Rangkaian



Pada tutorial Pengisian RC sebelumnya , kita melihat bagaimana sebuah Kapasitor, C mengisi melalui resistor sampai mencapai jumlah waktu yang sama dengan 5 konstanta waktu atau 5T dan kemudian tetap terisi penuh.



Jika kapasitor bermuatan terisi penuh sekarang terputus dari supply voltase baterai DC, ia akan menyimpan energinya yang terbangun selama proses pengisian baterai tanpa batas waktu (dengan asumsi kapasitor ideal dan mengabaikan kerugian internal), menjaga voltase di terminalnya tetap konstan.



Jika baterai sekarang dilepas dan diganti dengan sebuah hubungan pendek, saat saklar ditutup lagi kapasitor akan melepaskan dirinya kembali melalui resistor, R karena kita sekarang memiliki rangkaian pengosongan RC . Saat kapasitor melepaskan arusnya melalui resistor seri, energi tersimpan di dalam kapasitor diekstraksi dengan voltase Vc melintasi kapasitor yang membusuk menjadi nol seperti yang ditunjukkan di bawah ini.



Rangkaian Pengosongan RC (ResistorKapasitor)



Seperti rangkaian pengisian RC sebelumnya, di Rangkaian Pengosongan RC , konstanta waktu ( τ ) masih sama dengan nilai 63% . Kemudian untuk rangkaian pengosongan RC yang pada awalnya terisi penuh, tegangan kapasitor setelah satu kali konstanta, 1T , telah turun menjadi 63% dari nilai awalnya yaitu 1 - 0,63 = 0,37 atau 37% dari nilai akhirnya.



Jadi sekarang ini diberikan sebagai waktu yang dibutuhkan kapasitor untuk melepaskannya ke dalam 37% dari nilai yang habis seluruhnya yang akan menjadi nol volt (dilepas sepenuhnya), dan pada kurva kami, ini diberikan sebagai 0,37Vc .



Saat kapasitor dilepaskan, ia kehilangan muatannya pada tingkat yang menurun. Pada awal debit kondisi awal dari rangkaian, yang t = 0 , i = 0 dan q = Q . Tegangan di pelat kapasitor adalah sama dengan tegangan supply dan Vc = Vs . Karena tegangan pada pelat berada pada nilai arus maksimum debit maksimum yang mengalir di sekitar rangkaian.



Kurva Pengosongan RC (ResistorKapasitor)



Dengan saklar tertutup, kapasitor sekarang mulai mengeluarkan seperti ditunjukkan, dengan pembusukan di kurva pengosongan RC lebih curam di awal karena tingkat pemakaian tercepat di awal dan kemudian meruncing saat kapasitor terlepas pada tingkat yang lebih lambat. Saat pelepasan berlanjut, Vc turun dan arus pelepasannya kurang.



Seperti rangkaian pengisian sebelumnya, tegangan di kapasitor, C sama dengan 0.5Vc pada 0.7T dengan nilai stabil yang sepenuhnya habis yang akhirnya mencapai 5T .



Untuk rangkaian pengosongan RC, voltase kapasitor ( Vc ) sebagai fungsi waktu selama periode debit didefinisikan sebagai:



Dimana: • Vc adalah tegangan kapasitor • Vs adalah tegangan supply • t adalah waktu yang telah berlalu sejak pemindahan voltase supply • RC adalah konstanta waktu dari rangkaian pengosongan RC



Sama seperti rangkaian Pengisian RC sebelumnya, kita dapat mengatakan bahwa di Rangkaian Pengosongan RC waktu yang dibutuhkan agar sebuah kapasitor melepaskan dirinya ke satu waktu konstan diberikan sebagai:



Dimana, R ada di Ω dan C di Farad.



Kemudian kita dapat menunjukkan pada tabel berikut persentase nilai tegangan dan arus untuk kapasitor pada rangkaian pengosongan RC untuk konstanta waktu tertentu.



Tabel Pengosongan RC (ResistorKapasitor) Waktu Konstanta 0,5 waktu konstan 0,7 waktu konstan 1,0 waktu konstan 2,0 Konstanta waktu 3,0 konstanta waktu 4



Nilai RC



Persentase Maksimum Tegangan 60,7%



Arus 39,3%



49,7%



50,3%



36,6%



63,4%



2T = 2RC



13,5%



86,5%



3T = 3RC



5.0%



95,0%



4T = 4RC



1,8%



98,2%



0.5T = 0.5RC 0.7T = 0.7RC 1T = 1RC



konstanta waktu 5.0 konstanta waktu



5T = 5RC



0,7%



99,3%



Perhatikan bahwa karena kurva pengosongan untuk rangkaian pengosongan RC bersifat eksponensial, untuk semua keperluan praktis, setelah lima konstanta waktu, sebuah kapasitor dianggap benar-benar habis.



Jadi konstanta waktu rangkaian RC adalah ukuran seberapa cepat muatan atau pelepasannya.