Filter dan Rangkaian RC - Low Pass Filter Dan High Pass Filter. Hello Sahabat Gamma – Kali ini saya akan berbagi kepada Anda semua mengenai Rangkaian RC dan cara membuat filter dari rangkaian RC. Pada kesempatan kali ini kita akan mempelajari tentang Rangkaian Resistensi Kapasitif, Rangkaian Pembagi Tegangan, Rangkaian Low Pass Filter, Rangkaian High Pass Filter dan Contoh soalnya. Untuk Laporan mengenai Rangkaian Low Pass Filter dan Rangkaian High Pass Filter dapat kalian baca pada artikel saya sebelumnya:

A. Filter dan Rangkaian RC

Dalam percobaan rangkaian RC Anda akan melihat bahwa ketika sebuah tegangan DC diberikan kepada sebuah kapasitor, maka kapasitor tersebut akan menerima arus pengisian dari sumber tegangan dan mengisinya hingga nilai tegangan pada kapasitor sama dengan nilai tegangan yang diberikan (nilai tegangan sumber).

Dengan demikian, ketika tegangan sumber DC yang diberikan pada sebuah kapasitor berkurang maka muatan yang disimpan pada kapasitor tersebut juga akan mengalami pengurangan. Akan tetapi, dalam rangkaian AC yang mana sinyal tegangan sumber yang diberikan akan terus menerus berubah dari tegangan positif ke polaritas tegangan negatif dimana perubahan ini ditentukan oleh frekuensi sumber, seperti dalam kasus tegangan gelombang sinus. misalnya, proses pengisian dan pengosongan kapasitor secara berkelanjutan akan ditentukan oleh frekuensi sumber.

Ketiak terjadi proses pengisian dan pengurangan pada kapasitor, arus yang mengalis pada kapasitor akan dibatasi oleh impedansi internal dari kapasitor. Impedansi internal ini umumnya dikenal sebagai “Capacitive Reactance” dan diberi simbol XC dengan satuan Ohm.

Beda halnya dengan resistensi yang memiliki nilai konstan atau tetap, misalkan reaktansi (R) dengan nilai 1K?, 10k?, 100k? dll., (Hal ini dikarenakan resistensi mengikuti Hukum Ohm). Capacitive Reactance memiliki nilai yang ditentukan oleh frekuensi sumber sehingga setiap variasi frekuensi masukkan akan berpengaruh pada besarnya nilai Capacitive Reactance.

Ketika frekuensi sumber yang diberikan pada kapasitor meningkan, akibatnya adalah akan menurunkan nilai reaktansi kapasitor (diukur menggunakan ohm meter). Demikian pula dengan frekuensi sumber yang diberikan kepada kapasitor diturunkan, hal ini mengakibatkan terjadinya peningkatan nilai reaktansi kapasitor. Hal ini disebut sebagai capacitor’s complex impedance.

Impedansi kompleks terjadi dikarenakan muatan elektron pada kapasitor melewati suatu pelat ke pelat lainnya lebih cepat sesuai dengan variasi frekuensi. Ketika terjadi peningkatan frekuensi, kapasitor akan lebih banyak melewatkan muatan dalam waktu tertentu sehingga arus yang melewati kapasitor lebih besar. Hal ini tampah bahwa seolah-oleh impedansi internal dari kapasitor tersebut mengalami penurunan. Oleh sebab itu, sebuah kapasitor yang terhubung ke sirkuit dengan frekuensi yang berubah pada rentang tertentu disebut sebagai "Frequency Dependent".

Reaktansi Kapasitif memiliki simbol listrik "Xc" dan memiliki satuan Ohm sama dengan resistensi, (R). Besarnya reaktansi kapasitor dapat dihitung menggunakan persamaan berikut (Rumus Reaktansi Kapasitor).

Dimana, Xc adalah Reaktansi Kapasitif dengan satuan Ohm, (?), ƒ adalah Frekuensi dalam satuan Hertz, (Hz) dan C adalah Kapasitansi dalam satuan Farads, (F).

Contoh Soal Reaktansi Kapasitif

Hitunglah nilai reaktansi kapasitif sebuah kapasitor 220nF yang bekerja pada frekuensi 1kHz dan 20kHz.

Pada frekuensi 1kHz : Gunakan rumus reaktansi kapasitif

Pada frekuensi 1kHz : Gunakan rumus reaktansi kapasitif

di mana: ƒ adalah frekuensi dalam Hertz dan C adalah kapasitansi dalam Farads.

Oleh karena itu dapat dilihat bahwa ketika frekuensi yang diterapkan kepada sebuah kapasitor dinaikkan maka nilai reaktansi kapasitif dari kapasitor tersebut menurun. Pada contoh di atas sebuah kapasitor 220 nF diberikan frekuensi dari 1kHz hingga 20kHz. Nilai reaktansi kapasitif dari kapasitor tersebut menurun, dari 723? menjadi 36?. Dari percobaan ini dapat ditarik kesimpulan bahwa reaktansi kapasitif Xc berbanding terbalik dengan frekuensi.

Untuk setiap nilai kapasitansi yang diberikan, reaktansi dari kapasitor (Xc) dalam satuan ohm dapat dibuat grafik hubungan reaktansi kapasitif terhadap frekuensi seperti ditunjukkan pada bawah ini.

Grafik Hubungan Reaktansi Kapasitif terhadap Frekuensi