Rangkaian RC dan waktu

Penunda waktu tanpa program

Lampu tangga yang tetap menyala beberapa detik setelah tombol dilepas. Tombol reset yang menahan chip sebentar saat dinyalakan. Banyak rangkaian butuh jeda waktu, bahkan tanpa mikrokontroler.

Resistor dan kapasitor berdua bisa membuat jeda itu. Lamanya bisa dihitung dengan satu perkalian.

Konstanta waktu

Resistor membatasi seberapa cepat muatan masuk ke kapasitor. Makin besar R, makin pelan. Makin besar C, makin banyak yang harus diisi.

τ = R × C

τ (tau) dalam detik kalau R dalam ohm dan C dalam farad. Trik praktis: kΩ dikali µF hasilnya langsung dalam milidetik.

Setelah satu konstanta waktu (1τ), kapasitor terisi sekitar 63%. Setelah lima kali konstanta waktu (5τ), sekitar 99%, dan dianggap penuh. Pengosongan juga sama: setelah 1τ tersisa sekitar 37%.

Tebak dulu

1. R = 10 kΩ, C = 100 µF. Kira-kira berapa lama sampai kapasitor dianggap penuh?
   • 1 detik
   • 5 detik
   • 0,1 detik
   Jawaban

   5 detik. τ = 10.000 × 0,0001 = 1 detik. Penuh setelah sekitar lima kali τ, yaitu 5 detik.

Ukur τ sendiri

Isi kapasitor dan lihat kapan kurvanya melewati garis 63%. Ganti R dan C beberapa kali. Kartu terbuka setelah kamu mencoba tiga pasangan R dan C berbeda.

Simulasi interaktif tersedia saat JavaScript aktif.

Bentuk kurvanya selalu sama, hanya skala waktunya yang berubah. Dua kali R atau dua kali C, dua kali lebih lama. Kurva ini disebut kurva eksponensial.

Hitung sendiri

1. R = 47 kΩ, C = 10 µF. Berapa τ dalam detik?
   Jawaban

   0.47 s. 47.000 × 0,00001 = 0,47 s. (Trik, 47 kΩ × 10 µF = 470 ms.)

2. Dengan τ itu, kira-kira berapa detik sampai penuh?
   Jawaban

   2.35 s. 5 × 0,47 = 2,35 s.

3. Kapasitor 5 V dikosongkan lewat resistor. Setelah satu konstanta waktu (1τ), kira-kira berapa volt tersisa?
   Jawaban

   1.85 V. Sekitar 37% dari 5 V = 1,85 V.

Benar atau salah?

1. "Kapasitor terisi penuh seketika begitu disambung."
   • Benar
   • Salah
   Jawaban

   Salah. Resistor membatasi arus pengisian, jadi butuh waktu sekitar lima kali konstanta waktu (5τ). Tanpa resistor pun, hambatan kabel dan sumber tetap membuatnya tidak benar-benar seketika.

2. "Di awal pengisian, arus paling besar, lalu mengecil."
   • Benar
   • Salah
   Jawaban

   Benar. Di awal, kapasitor kosong sehingga seluruh tegangan sumber ada di resistor. Makin terisi, makin kecil beda tegangannya, makin kecil arusnya.

Untuk yang penasaran lebih dalamlanjutan

Tegangan kapasitor pada waktu t, saat mengisi: V(t) = Vs × (1 − e^(−t ÷ τ)), dengan Vs tegangan sumber dan e ≈ 2,718. Saat mengosongkan, V(t) = V0 × e^(−t ÷ τ), dengan V0 tegangan awal kapasitor.

e^(−1) ≈ 0,368, itu sebabnya angka 37% dan 63% muncul. e^(−5) ≈ 0,0067, sisa kurang dari 1%.

Rangkaian RC juga menjadi filter. Ia meloloskan perubahan lambat dan meredam yang cepat (filter lolos-rendah), dengan frekuensi batas f = 1 ÷ (2π × R × C). Perubahan yang lebih cepat dari frekuensi ini makin diredam.

Selesai

• Konstanta waktu τ = R × C. Trik: kΩ dikali µF hasilnya dalam milidetik.
• Setelah satu τ terisi 63%, setelah lima τ dianggap penuh.
• Rangkaian RC dipakai untuk jeda waktu dan meredam gangguan.

Berikutnya

Kode materi k5 · versi 0.1 · 2026-10-06