RumusHitung.Com

Susunan Kapsitor – Kapasitor dalam sirukit elektronik jarang sekali berdiri sendirian. Sebuah kapasitor sering dirangkai dengan kapasitor yang lain sama halnya dengan hambatan. Dalam sebuah sirkuit,  kapasitor dapat dirangkai secara seri, pararel, ataupun gabungan keduanya. Lalu bagaimana menentukan total kapasitansi, beda potensial, atau jumlah muatan dalam rangkain berkapasitor tersebut? Temukan jawabannya di bawah ini

1. Susunan Seri Kapasitor

Susunan seri pada kapasitor yaitu kapasitor disusun dalam satu garis hubung yang tidak bercabang. Jika sebuah kapasitor disusun secara seri maka dapat ditentukan kapasitor pengganti total dari seluruh kapasitor yang ada dalam rangkaian seri tersebut. Pada susunan seri ini berlaku aturan:

a. Muatan pada setiap kapasitor adalah, yakni sama dengan jumlah muatan pada kapasitor pengganti.

b. Beda potensial (V) pada ujung-ujung kapasitor pengganti sama dengan beda potensial yang ada di masing-masing kapsitor

c. Kapasitas kapasitor pengganti dapat dicari dengan rumus

untuk n buah kapasitor yang kapasitasnya sama sobat dapat menggunakan rumus cepa

Yang perlu sobat ingat karena kapasitas pengganti dari susunan seri beberapa kapasitor selalu lebih kecil dari kapasitas masing-masing, jadi kapasitor yang disusun seri dapat dimanfaatkan guna memperkecil kapasitas sebuah kapasitor.

Contoh Soal

Jika ada dua buah kapasitor masing-masing mempunyai kapasitas 4 μF dan 6 μF dipasang secara seri, tentukan kapasitas totalnya, muatan masing-masing kapasitor, dan beda potensial masing-masing kapasitor jika diketahui beda potensial dari kapasitor penggantinya adalah 20 Volt.

a. Kapasitas Totalnya

1/C_s = 1/C₁ + 1/C₂
1/C_s = 1/4 + 1/6
1/C_s = 3/12 + 2/12
1/C_s = 5/12
C_s = 12/5 = 2,4 μF

b. Muatan Masing-Masing Kapasitor

Karena dalam rangkaian sering Q1 = Q2 = Qs
maka

Cs = Qtotal/Vtotal (ingat rumus kapasitas kapasitor)

Q_total = Cs x V_total
Q_total = 2,4 x 10 = 24 μC (satuan micro masih ikut)
Jadi Q_total = Q₁ = Q₂ = 24 μC

c. Beda Potensial Masing-masing
V₁ = Q₁/C₁ = 24/4 = 6 volt
V₂ = Q₂/C₂ = 24/6 = 4 volt

2. Susunan Pararel Kapasitor

susunan pararel kapasitor tampak seperti gambar di bawah ini

Pada rangkaian pararel berlaku ketentuan

a. Muatan kapasitor pengganti sama dengan jumlah masing-masing kapasitor (sama seperti tegangan pada rangkaian seri)

b. Beda potensial masing-masing kapasitor bernilai sama semua dengan beda potensial sumber asal (sama seperti muatan pada rangkaian seri)

c. Kapasitas Kapasitor Pengganti pada rangkaian pararel sama dengan jumlah seluruh kapasitas kapasitor dalam rangkaian tersebut.

Karena kapasitas pengganti dari semua rangkaian pararel selalu lebih besar dari masing-masing kapasitor dalam rankaian, jadi susunan pararel bisa digunkan untuk memperbesar kapasitas kapasitor.

3. Susunan Gabungan Seri dan Pararel

Susunan ini adalah gabungan dari susunan seri dan pararel. Rumus yang berlaku sama dengan rumus yang berlaku pada kedua jenis rangkaian sebelumnya. Di sini sobat harus lihai-lihai mengidentifikasi dari suatu rangkain gabungan mana yang seri dan mana yang pararel. Berikut contoh sederhana rangkaian gabungan

Contoh Soal

Coba sobat amati gambar rangkaian di atas, berapa kapasitas pengganti dari a ke b jika masing-masing kapasitor dalam rangkaian tersebut bernilai 1 μF

Jawab :

Karena yang dicari adalah kapasitas kapasitor pengganti dari a dan b maka C3 dan C8 tidak digunakan. Sehingga gambarnya menjadi

Tahap mengerjakannya dimulai dari paling kanan

(i) gabungan seri antara  C₂, C₈, dan C₅ –> kita sebut C_a
karena seri maka menggunakan rumus

1/C_a = 1/C₂ + 1/C₈ + 1/C₅
1/C_a = 3/1
C_a = 1/3 μF

(ii) gabungan pararel C_a dengan C₇ –> kita sebut C_b
C_b = C_a + C₇  (ingat rumus rangkaian pararel)
C_b = 1/3 + 1 = 4/3

(iii) gabungan seri dengan C₁ dan C₄ –> C_p (pengganti)

1/C_p = 1/C_b + 1/C₁ + 1/ C₄
1/C_p = 3/4 +1/1 + 1/1
1/C_p = 11/ 4
C_p = 4/11 μF

Jadi gabungan susunan kapasitor di atas menghasilkan kapasitas penggnati sebesar 4/11 μF.