NILAI RESISTANSI DAN KAPASITANSI

1. Resistor

Dalam praktek para desainer elektronika kadang-kadang membutuhkan resistor dengan nilai tertentu. Akan tetapi nilai resistor tersebut tidak ada di toko penjual, bahkan pabrik sendiri tidak memproduksinya. Solusi untuk mendapatkan suatu nilai resistor dengan resistansi yang unik tersebut dapat dilakukan dengan cara merangkaikan beberapa resistor sehingga didapatkan nilai resistansi yang dibutuhkan. Ada dua cara untuk merangkaikan resistor, yaitu :

a. Rangkaian Resistor Seri

Rangkaian resistor secara seri akan mengakibatkan nilai resistansi total semakin besar.
Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara serial

Menghasilkan rumus : R total = R1+R2+R3,,, dst

b. Rangkaian Resistor Paralel

Sedangkan rangkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi pengganti semakin kecil.
Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara paralel

Menghasilkan rumus : 1 / R total = 1/R1+1/R2+1/R3,,, dst

Daya Resistor
P = V x I

Cara menghitung tegangan di tiap resistor
Kalau dari rangkaian diatas, secara kasar bisa kita tebak tegangan tiap resistor adalah 1/3 dari tegangan sumber 12V/3 = 4Volt di tiap Resistor

Tapi bagaimana seandainya besar resistansinya berbeda?
Kita bisa menghitung dengan menggunakan cara seperti dibawah ini:
Dari Rumus dasar V = I x R
Maka
VR1 = I x R1
VR1 = 0,04 x 100
VR1 = 4 Volt
Demikian seterusnya untuk R2 dan R3 , shingga jika dijumlahkan hasilnya akan sama dengan tgangan sumber
Vsumber = VR1 + VR2 + VR3

c. Rangkaian Campuran

Contoh soal :
Berapakan nilai Rt atau tahanan ekivalen rangkaian campuran resistor dibawah ini?

Penyelesaian:

Pada gambar diatas tahanan-tahanan 56 Ω dan 33 Ω terhubung secara pararel, kemudian hubungan pararel ini dihubung seri dengan tahanan 47 Ω.

Buat tahanan ekivalen Rt1 untuk hubungan pararel tahanan 56 Ω dan 33 Ω, dengan rumus pararel
1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + · · · · · · + 1/Rn, maka
1/Rt1 = 1/56 + 1/33
1/Rt1 = 89/1848
89Rt1 = 1848
Rt1 = 1848/89
Rt1 = 20,8 Ω

Hubungan pararel tahanan 56 Ω dan 33 Ω dapat digantikan dengan tahanan ekivalen sebesar 20,8 Ω . Penyederhanaan ini menghasilkan dua buah tahanan yang terhubung secara seri, yaitu 20,8 Ω dan 47 Ω.

Nilai tahanan ekivalen rangkaian seri ini, sesuai rumus seri
Rt = R1 + R2 + R3 + · · · · · · + Rn, maka
Rt = 20,8 + 47
Rt = 68,7 Ω

Sehingga diperoleh Rt atau sebuah tahanan ekivalen sebesar 67,8 Ω


2. Kapasitor

a. Cara Menghitung Kapasitor secara Seri

Kapasitor susunan Seri berkapasitas besar
Ketiga kapasitor dipasang secara serial dan untuk menemukan nilai kapasitor pengganti atau nilai capasitansi dari ketiga kapasitor tersebut dapat kita gunakan persamaan :

1/Ct = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

Diketahui :

C1 = 10 p

C2 = 20 p

C3 = 30 p

Maka :

1/Ct = 1/10 + 1/20 + 1/30

1/Ct = 6/60 + 3/60 + 2/60

1/Ct = 11/60

Ct = 60/11 = 5.45 p

Setelah kita hitung secara seksama dapat kita ketahui bahwa nilai total dari kapasitor serial tersebut adalah sebesar 5.45 p.


b. Cara Menghitung Kapasitor Paralel

Untuk menentukan jumlah total capasitansi dari kapasitor tersebut dapat kita pergunakan persamaan :

Ct = C1 + C2 + C3
Contoh :
C1 = C2 = C3 = 10F
Maka:
Ct = 10F + 10F + 10F = 30F

Jadi setelah kita hitung secara seksama nilai yang dihasilkan nilai capasitansi total sebesar 30F. Persamaan menghitung kapasitor parallel memiliki persamaan yang sama dengan menghitung resistor serial.


c. Cara Menghitung Kapasitor Seri - Paralel
 

Rangkaian kapasitor serial dan rangkaian kapasitor parallel.

Untuk mencari nilai capasitansi total kita dapat menggunakan kombinasi dari persamaan capasitor serial dan persamaan capasitor parallel.

Persamaan Capasitor serial : 1/Ct = 1/C1 + 1/C2 + .........+ 1/Cn

Persamaan Capasitor parallel : Ct = C1 + C2 + .... + Cn

Dari kedua persamaan diatas kita dapat mengkombinasikanya untuk menghitung nilai capasitansi pengganti dari rangkaian capasitor serial-parallel seperti yang terlihat pada gambar. Berikut adalah kombinasi dari kedua persamaan diatas :

Diketahui :

C1 = C2 = C3 = C4 = C5 = 10P

Maka :

1/Cs = 1/C3 + 1/C4

1/Cs = 1/10 + 1/10

1/Cs = 2/10

Cs = 10/2 = 5P


Cp = C2 + Cs1

Cp = 10 + 5 = 15P


1/Ct = 1/C1 + 1/Cp + 1/C5

1/Ct = 1/10 + 1/15 + 1/10

1/Ct = 3/30 + 2/30 + 3/30

1/Ct = 8/30

Ct = 30/8 = 3.75P

Keterangan :

* Cs = Capasitor Seri
* Cp = Capasitor Parallel
* Ct = Capasitor total

Setelah kita kombinasikan kedua persamaan, dapat kita temukan nilai kapasitansi total dari rangkaian kombinasi kapasitor serial-paralel tersebut. Besarnya nilai yang kita dapatkan dari hasil perhitungan adalah sekitar 3.75P.