Rangkaian Peralihan

Gejala Peralihan

Gejala transien terjadi pada rangkaian-rangkaian yang mengandung komponen penyimpan energi seperti inductor dan/atau kapasitor. Gejala ini timbul karena energi yang diterima atau dilepaskan oleh komponen tersebut tidak dapat berubah seketika (arus pada induktor dan tegangan pada kapasitor) Yang dimaksud dengan analisis transien adalah analisis rangkaian yang sedang dalam keadaan peralihan atau keadaan transien. Gejala transien atau gejala peralihan merupakan salah satu peristiwa dalam rangkaian listrik yang perlu kita perhatikan. Peristiwa ini biasanya berlangsung hanya beberapa saat namun jika tidak ditangani secara baik dapat menyebabkan terjadinya hal-hal yang sangat merugikan berupa kerusakan peralatan. Dalam sistem penyaluran energi, pemutusan dan penyambungan rangkaian merupakan hal yang sering terjadi. Operasi-operasi tersebut dapat menyebabkan terjadinya lonjakan tegangan yang biasa disebut tegangan lebih. Tegangan lebih pada sistem juga terjadi manakala ada sambaran petir yang mengimbaskan tegangan pada saluran transmisi. Tegangan lebih seperti ini akan merambat sepanjang saluran transmisi berbentuk gelombang berjalan dan akan sampai ke beban-beban yang terhubung pada sistem tersebut. Piranti-piranti elektronik akan menderita karenanya. Di samping melalui saluran transmisi, sambaran petir juga mengimbaskan tegangan secara induktif maupun kapasitif pada peralatan-peralatan. Semua kejadian itu merupakan peristiwa-peristiwa peralihan. Kita mengetahui bahwa kapasitor dan induktor adalah piranti-piranti dinamis dan rangkaian yang mengandung piranti-piranti jenis ini kita sebut rangkaian dinamis. Piranti dinamis mempunyai kemampuan untuk menyimpan energi dan melepaskan energi yang telah disimpan sebelumnya. Hal demikian tidak terjadi pada resistor, yang hanya dapat menyerap energi. Oleh karena itu, pada waktu terjadi operasi penutupan ataupun pemutusan rangkaian, perilaku rangkaian yang mengandung kapasitor maupun induktor berbeda dengan rangkaian yang hanya mengandung resistor saja. Karena hubungan antara arus dan tegangan pada induktor maupun kapasitor merupakan hubungan linier diferensial, maka persamaan 12-2 Sudaryatno Sudirham, Analisis Rangkaian Listrik (2) rangkaian yang mengandung elemen-elemen ini juga merupakan persamaan diferensial. Persamaan diferensial ini dapat berupa persamaan diferensial orde pertama dan rangkaian yang demikian ini disebut rangkaian atau sistem orde pertama. Jika persamaan rangkaian berbentukpersamaan diferensial orde kedua maka rangkaian ini disebut rangkaian atau sistem orde kedua. Perilaku kedua macam sistem tersebut akan kita pelajari berikut ini. Dengan mempelajari analisis transien orde pertama, kita akan

• mampu menurunkan persamaan rangkaian yang merupakan

rangkaian orde pertama.

• memahami bahwa tanggapan rangkaian terdiri dari tanggapan

paksa dan tanggapan alami.

• mampu melakukan analisis transien pada rangkaian orde

pertama.

Respons Rangkaian

Respons Paksa (Forced Response)

Arus atau tegangan yang terbentuk karena  Arus atau tegangan yang terbentuk karena adanya energi yang masuk atau keluar dari  sumber tegangan atau sumber arus pada  sumber tegangan atau arus pada rangkaian.

Rangkaian Respons Natural (Natural Response)

Arus atau tegangan yang terbentuk karena  Arus atau tegangan yang terbentuk karena adanya energi yang masuk atau keluar dari komponen penyimpan energi kapasitif atau  komponen penyimpan energi kapasitif atau induktif pada rangkaian induktif pada rangkaian Respons Lengkap (Complete Response) merupakan Gabungan dari respon alami dan paksa.

KAPASITOR

Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael    Faraday  membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs.Dengan rumus dapat ditulis : 

Q = C x V

Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

C = nilai kapasitansi dalam F (farad) 

V = besar tegangan dalam  V (volt) 

Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian :

1.  Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain    (pada PS)

2.  Sebagai filter dalam rangkaian PS

3.  Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna

4.  Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon

5.  Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar

6. Sebagai penyimpan arus sementara.