Pengertian kapasitor

24,535
-1

Published on

0 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
24,535
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
436
Comments
0
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Pengertian kapasitor

  1. 1. A. Pengertian Kapasitor Kapasitor (kondensator) adalah kompenen/perangkat elektronika yang dapat menyimpanan muatan (energy), dan terbuat dari 2 buah konduktor yang berada berdekatan. Komponen ini bila dihubungkan dengan sebuah untai yang didalamnya terdapat sumber arus atau baterai, maka dalam waktu singkat mengalirlah arus searah, dan setelah kapasitor termuati maksimum maka arus pun berhenti. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791- 1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Kapasitas kapasitor, biasa disebut juga kapasitansi, C merupakan ukuran kemampuan kapasitor itu untuk menyimpan muatan (Q) pada beda potensial (V). Hal ini dinyatakan dalam kaitan: Persamaan (1) tidak boleh dimaknai bahwa C bergantung pada Q dan atau V, tetapi harus dimaknai bahwa C hanyalah tetapan kesebandingan antara Q dengan V, Nilai C sebuah kapasitor dapat diperbesar dengan cara memperkecil V pada nilai Q yang tetap. Hal ini dapat dilakukan antara lain dengan meletekkan sebuah isolator (dielektrik) diantara kedua konduktor itu. Nilai C sebuah kapasitor bergantung pada: geometri konduktor, jenis dielektrik, dimensi kapasitor, dan jarak antara kedua konduktor. Untuk rangkaian elektronik praktis, satuan farad adalah sangat besar sekali. Umumnya kapasitor yang ada di pasaran memiliki satuan : µF, nF dan pF. 1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad) 1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad) 1 µF = 1.000 nF (nano Farad) 1 nF = 1.000 pF (piko Farad) 1 pF = 1.000 µµF (mikro-mikro Farad) 1 µF = 10-6 F 1 nF = 10-9 F 1 pF = 10-12 FElektronika dasar 1
  2. 2. Dielektrik Ruang antara konduktor pada suatu kapasitor biasanya diisi dengan bahan isolator yang dinamakan dielektrik, misalnya kaca, kertas, mika, dll. Eksperimen yang dilakukan Faraday menunjukkan bahwa adanya dielektrik menyebabkan kapasitansi bertambah. Penambahan kapasitansi ini disebabkan karena adanya dielektrik mengakibatkan medan listrik di antara kapasitor berkurang.B. Susunan Kapasitor Pengetahuan tentang susunan kapasitor diperlukan untuk mendapatkan nilai kapasitas kapasitor pengganti (ekuivalen) dari sejumlah kapasitor yang tersedia. Jika sejumlah kapasitor itu disusun dengan cara tertentu, maka susunan itu dapat dipandang sebagai sebuah kapasitor ekuivalen yang mewakili susunan sejumlah kapasitor. Untuk mendapatkan kapasitas kapasitor ekuivalen yang diinginkan, kapasitor dapat disusun secara seri dan jajar atau paralel. Nilai kapasitansi ekuivalen daari untai kapasitor didasari oleh hukum kekekalan muatan. RANGKAIAN KAPASITOR SERI DAN PARALEL :SERI PARALEL1/Cs = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ... Cp = C1 + C2 + C3 + ...VG = V1 + V2 + V3 + ... Vg = V1 = V2 = V3 = ...Qg = Q1 = Q2 = Q3 = ... Qg = QI + Q2 + Q3 + ...C. Jenis-jenis kapasitor Berdasarkan kegunaannya kondensator di bagi menjadi : 1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah) 2. Kondensator elektrolit (Electrolit Condenser = Elco) 3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)Elektronika dasar 2
  3. 3. Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical. Kapasitor Electrostatic Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. Tersedia dari besaran pF sampai beberapa µF, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene, polycarbonate, metalized paper dan lainnya. Mylar, MKM, MKT adalah beberapa contoh sebutan merek dagang untuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film. Umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar. Kapasitor Electrolytic Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan – di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutub positif anoda dan kutub negatif katoda. Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium, magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida (oxide film). Lapisan oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan emas. Elektroda metal yang dicelup ke dalam larutan elektrolit (sodium borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif (katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidasi permukaan plat metal. Contohnya, jika digunakan Aluminium, maka akan terbentuk lapisan Aluminium-oksida (Al2O3) pada permukaannya. Dengan demikian berturut-turut plat metal (anoda), lapisan-metal- oksida dan electrolyte (katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal-oksida sebagai dielektrik. Dari rumus (2) diketahui besarElektronika dasar 3
  4. 4. kapasitansi berbanding terbalik dengan tebal dielektrik. Lapisan metal- oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian dapat dibuat kapasitor yang kapasitansinya cukup besar. Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang banyak digunakan adalah aluminium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah adalah aluminium. Untuk mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai contoh 100uF, 470uF, 4700uF dan lain-lain, yang sering juga disebut kapasitor elco. Bahan electrolyte pada kapasitor tantalum ada yang cair tetapi ada juga yang padat. Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutan electrolit yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu manganese-dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil Jadi dapat dipahami mengapa kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal. Kapasitor Electrochemical Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah battery dan accu. Pada kenyataannya battery dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan, misalnya untuk aplikasi mobil elektrik dan telepon selular.D. Fungsi Kapasitor Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian : a. mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan, bila tiba-tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan b. menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik c. memilih panjang gelombang pada radio penerima d. filter dalam catu daya (power suply).E. Energi yang tersimpan dalam kapasitorElektronika dasar 4
  5. 5. Selama proses pengisian kapasitor, muatan positif dipindahkan dari salah satu konduktor ( konduktor negatif) ke konduktor lainnya (konduktor positif). Jika muatan sebesar q dipindahkan maka energi potensial muatan tersebut bertambah sebesar qV. Artinya untuk mengisi kapasitor diperlukan sejumlah usaha (energi) yang kemudian disimpan dalam bentuk energy potensial muatan yang berpindah. F. Prinsip Kerja Kapasitor Kapasitor tidak bisa dilewati oleh arus searah dan oleh arus bolak-balik dianggap bagaikan seutas kawat. Kapasitor itu bekerja sesuai dengan sifat atau karakteristik asli dari kapasitor itu sendiri. Tidak membedakan apakah arus searah atau arus bolak balik, yang pasti kapasitor hanya bekerja sesuai dengan karakterisitik yang sebenarnya. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867) dan dengan satuan farad. Komponen penyusun kapasitor itu sebenarnya adalah dua buah plat sejajar yang dipisahkan oleh bahan dielektrik (contoh : vacum, kertas, mika, keramik,dll) dan mempunyai sifat dasar bahwa kapasitor itu bila dialiri arus listrik maka akan menyimpan muatan, pengisian muatan itu terjadi selama kapasitor itu belum terisi penuh. Kemudian kapasitor akan melakukan pelepasan muatan apabila polaritas tegangan dari terminal yang dihubungkan padanya lebih rendah. Pelepasan muatan ini bisa saja terjadi walaupun kapasitor belum terisi penuh selama adanya perbedaan polaritas. Sesuai dengan aturan listrik bahwa arus listrik itu mengalir dari polaritas yang lebih tinggi ke polaritas yang lebih rendah. Muatan yang tersimpan dalam kapasitor dapat dihitung dengan rumus : Q = C.V (14) Dimana : Q = Muatan listrik dalam Coulomb C = Nilai kapasitansi dalam Farad V = Nilai tegangan dalam volt Nilai kapasitansi dihitung dengan rumus : C = (8,85 x 10-12) (k A/t) (15) Kapasitor yang akan digunakan untuk meperbesar pf dipasang paralel dengan rangkaian beban. Bila rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan mengalir masuk ke kapasitor. Pada saat kapasitor penuh dengan muatan elektron maka tegangan akan berubah. Kemudian elektron akan ke luar dari kapasitor dan mengalir ke dalam rangkaian yang memerlukannya dengan demikian pada saaat itu kapasitor membangkitkan daya reaktif. Bila tegangan yang berubah itu kembali normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali elektron. Pada saat kapasitor mengeluarkan elektron (Ic) berarti sama juga kapasitor menyuplai daya treaktif ke beban. Keran beban bersifatElektronika dasar 5
  6. 6. induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-) akibatnya daya reaktif yang berlaku menjadi kecil.Elektronika dasar 6

×