Arus Transien pada Rangkaian RC

Gambar 4.4 menjelaskan proses pemuatan dan pelucutan muatan pada sebuah kapasitor.
Jika mula-mula saklar berada pada posisi 1 dalam waktu yang relatif lama maka
kapasitor akan termuati sebesar V volt. Pada keadaan ini kita catat sebagai t = 0.
Saat saklar dipindah ke posisi 2, muatan kapasitor mulai dilucuti (discharge)
sehingga tegangan pada kapasitor tersebut mulai menurun. Saat tegangan pada
kapasitor mulai menurun, energi yang tersimpan akan dilepas menjadi panas melalui
resistor. Karena tegangan pada kapasitor adalah sama dengan tegangan pada resistor
maka arus yang lewat rangkaian juga akan menurun. Proses ini terus berlangsung
sampai seluruh muatan terlucuti atau tegangan dan arus menjadi nol sehingga rangkaian
dalam keadaan stabil (steady-state).
Untuk menentukan persamaan tegangan dan arus saat muatan kapasitor dilucuti
dapat digunakan hk Kirchhoff tentang arus sebagai berikut.

Dengan menggunakan hubungan V-I pada C dan R diperoleh


Persaman 4.7 berlaku untuk t > 0 dan mempunyai persyaratan kondisi awal ( ) 1 v 0 V C = .
Solusi dari persamaan tersebut untuk t > 0 dapat ditunjukkan sebagai

merupakan persamaan eksponensial dimana


Gambar 4.5 Plot pelucutan tegangan kapasitor
Persamaan eksponensial ini menggambarkan bagaimana kondisi kapasitor saat
muatannya dilucuti. Secara grafik persamaan tersebut dapat diplot seperti diperlihatkan
pada gambar 4.5. Terlihat bahwa pada kondisi akhir ( (¥) C v ), harga tegangan kapasitor
adalah nol. Dapat dijelaskan, untuk proses pengisian kapasitor diperoleh: