Kapasitor, Fungsi, Sifat Dan Rangkaian
Kapasitor Fungsi, Sifat Dan Rangkaian
Teori Dasar Kapasitor
Fungsi Dasar Kapasitor
Kapasitor atau Kondensator yang ada dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf C adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik didalam medan listrik , dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik .Kapasitor atau kondensator ditemukan oleh Michael Faraday ( 1791-1867 ). Untuk satuan kapasitor disebut Farad. F satuan farad = 9 x 1011² cm yang artinya luas permukaan kepingan tersebut.
Struktur pada sebuah kapasitor yang terbuat dari dua buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan atau material dielektrik. Bahan - bahan dielektrik yang umumnya di kenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain - lainya. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik , maka muatan - muatan positif akan mengumpulkan pada salah satu kaki ( elektroda ) metalnya dan pada saat yang sama muatan - muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satunya lagi.
 |
| image illustrasi teori dasar kapasitor |
Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak dapat menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang nonkonduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi selama ujung - ujung kakinya.
Pada alam bebas, fenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan - muatan positif ( + ) dan negatif ( - ) di awan. Seperti yang ditunjukan gambar diatas plat - plat yang dihubungkan ke sumber tegangan DC, dan terlihat seperti sirkuit terbuka karena plat - plat tersebut tidak saling menyentuh. Tetapi pada alat ukur didalam sirkuit akan terdeteksi adanya arus setelah switch tertutup.
Fungsi penggunaan kapasitor dalam sebuah rangkaian elektronika :
- Sebagai kopling antara rangkaian elektronika satu dengan rangkaian elektronika yang lainnya.
- Sebagai filter atau penyaring hambatan yang menggagu dari luar ( pada radio )
- Untuk pembangkit frekuensi dalam rangkaian antena.
- Pada lampu neon, kapasitor mampu mengolah energi menjadi cahaya dengan fungsi ini kita bisa menghemat daya listrik yang digunakan , dll.
Sifat Dari Kapasitor
Sifat dasar dari sebuah kapasitor adalah kapasitor dapat menyimpan muatan listrik, dan kapasitor juga mempunyai sifat tidak dapat dilalui arus DC (direct Current) dan dapatdilalui arus AC (alternating current) dan juga dapat berfungsi sebagai impedansi(resistansi yang
nilainya tergantung dari frekuensi yang diberikan).
Kapasitor berdasarkan nilai kapasitansinya dibagi menjadi 2 bagian:
1. Kapasitor Tetap ( Fixed Capasitor )
Kapasitor tetap adalah kapasitor yang mempunyai nilai kapasitasnya kosntan atau tidak berubah -ubah. Di bawah ini adalah contoh kapasitor tetap :- Ceramic Capasitor ( Kapasitor Keramik )
- Kapasitor Polyester ( Polyester Capasitor )
- Kapasitor Kertas ( Peper Capasitor )
- Kapasitor Mika ( Mica Capasitor )
- Kapasitor Elektrolit
- Kapasitor Tantalum
2. Kapasitor Variable
Kapasitor adalah kapasitor yang dapat diubah nilainya. Biasanya kapasitorini digunakan sebagai tuning pada sebuah radio. Kapasitor variable di bagi menjadi dua jenis yaitu :
- Variable Condensator ( VACO )
- Trimmer
Kapasitas Dari Kapasitor
Kapasitas didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung suatu muatan elektron. Coulombs pada abad ke 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6,5 x 10¹⁸
elektron. Selanjutnya ilmuwan michael faraday membuat postulat bahwa untuk sebuah kapasitor akan memiliki kapasitas sebesar satu farad apabila dengan tegangan ( voltage ) 1 volt bisa memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs , dengan rumus sebagai berikut.
Q = C . T
Keterangan
Q = muatan elektron dalam C ( coulombs )
C = nilai kapasitas dalam F ( farad )
V = besar tegangan atau voltage dalam V ( volt )
Rangkaian Kapasitor
Rangkaian Seri
Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitas total akan semakin kecil. Dibawah ini adalah contoh kapasitor yang dirangkai secara seri.
 |
| image illustrasi kapasitor rangkaian seri |
Rangkaian Paralel
Pada gambar di bawah ini menunjukan ketiga kapasitor dipasang secara paralel dan tegangan yang diterapkan diantara terminal , pengisian listrik Q1 , Q2 , dan Q3 dapat disimpan sebagai berikut ini :
 |
| image illustrasi kapasitor rangkaian paralel |
Pada dasarnya pada kapasitor dibagi menjadi 2 bagian yaitu :
1. Kapasitor Polar
Kapasitor polar adalah kapasitor yang kedua kutubnya memiliki polaritas positif ( + ) dan polaritas negatif ( - ), biasanya kapasitor polar bahan atau material dielektriknya terbuat dari elketrolit dan kapasitor ini memiliki nilai kapasitansi yang
besar dibandingkan dengan kapasitor yang menggunakan bahan atau material dielektrik kertas ataumika atau keramik.
2.Kapasitor Non Polar
Kapasitor non polar yaitu kapasitor yang yang pada kutubnya tidak mempunyai polaritas artinya pada
kutup - kutupnya dapat digunakan secara berbalik. biasanyakapasitor ini mempunyai nilai kapasitansi yang kecil
dan bahan dielektriknyaterbuat dari keramik, mika dll.
Satuan-satuan yang sering dipakai untuk kapasitor adalah sebagai berikut ini :
1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad)
1 µFarad = 1.000 nF (nano Farad)
1 nFarad = 1.000 pF (piko Farad)
Jenis-jenis Kapasitor
Pemilihan material yang benar ditentukan oleh penggunaan seperti besarnya
kapasitas, frekuensi tinggi dan hambatan tegangan tinggi. Jenis-jenis dari insulator dari
kapasitor adalah sebagai berikut ini :
- Aluminum electrolytic
- Tantalum
- Mica
- Ceramic
- Plastic film
Wujud dan Macam-macam Kapasitor
Kondensator atau kapasitor diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan
negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.
Sedangkan untuk jenis yang satunya, nilai dari kapasitasnya lebih rendah,
tidak mempunyai kutub positif ( + ) atau negatif ( - ) pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat
pipih berwarna coklat ( brown ) , merah ( red ) , hijau ( green ) dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering kita disebut kapasitor (capacitor)
Mengukur Kapasitor
Untuk pengukuran atau pengujian kapasitor dapat berfungsi dengan atau tidak , kita dapat melakukan pengujian menggunakan multitester analog maupun yang menggunakan multitester digital dengan skala ohm.
Kapasitor dinilai dalam satuan pengukuran yang disebut Farads. Farad diwakili oleh simbol F. Ini menentukan berapa banyak elektron yang dapat disimpan oleh kapasitor. Farad adalah sejumlah besar elektron. Dalam sistem yang Anda gunakan, Anda akan melihat kapasitor yang dinilai dalam mikrofarad (μF). Sebuah mikrofarad adalah sejuta dari farad.
Selain dinilai dalam farad, kapasitor juga dinilai sesuai dengan tegangan maksimum yang dapat ditangani oleh kapasitor. Ketika Anda mengganti kapasitor, jangan pernah menggunakan kapasitor dengan peringkat tegangan yang lebih rendah.
Tiga faktor menggabungkan untuk menentukan kapasitas kapasitor tertentu:
- Area pelat konduktif
- Jarak antara pelat konduktif
- Bahan yang digunakan sebagai dielektrik.
Menghitung Kapasitas Total
Kapasitas total sirkuit tergantung pada bagaimana kapasitor dirancang di sirkuit.
Ketika kapasitor secara paralel, kapasitas total ditentukan oleh persamaan berikut:
Ct = C1 + C2 + C3
Ketika kapasitor seri, kapasitas total ditentukan oleh persamaan ini:
Ct = 1/ (1/C1 + 1/C2)
Catatan :
Selalu singkat di seluruh terminal kapasitor sebelum Anda menghubungkan kapasitor ke sirkuit atau meteran. Ini mengeluarkan sisa biaya yang mungkin disimpan.
Penyimpanan Energi Kapasitor
Di beberapa sirkuit, kapasitor dapat menggantikan baterai. Jika kapasitor ditempatkan di sirkuit dengan sumber tegangan, arus mengalir di sirkuit sebentar saat kapasitor mengisi daya. Artinya, elektron menumpuk di permukaan pelat yang terhubung ke terminal negatif.
Elektron menjauh dari pelat yang terhubung ke terminal positif. Ini berlanjut sampai muatan listrik kapasitor dan sumber tegangan sama. Seberapa cepat ini terjadi tergantung pada beberapa faktor, termasuk jumlah tegangan yang diterapkan dan ukuran kapasitor.
Ketika kapasitor dibebankan ke potensi yang sama dengan sumber tegangan, aliran saat ini berhenti. Kapasitor kemudian dapat menahan muatan ketika kapasitor terputus dari sumber tegangan. Dengan dua piring yang dipisahkan oleh diaelektrik, tidak ada tempat bagi elektron untuk pergi. Pelat negatif mempertahankan akumulasi elektron, dan pelat positif masih memiliki defisit elektron. Ini adalah bagaimana kapasitor menyimpan energi.
Kapasitor yang terisi daya dapat memberikan energi yang tersimpan seperti baterai. Penting untuk dicatat bahwa, tidak seperti baterai, kapasitor menyimpan listrik, tetapi kapasitor tidak membuatnya. Ketika kapasitor digunakan untuk memberikan arus kecil yang sesuai, kapasitor berpotensi untuk mengirimkan tegangan ke sirkuit selama beberapa minggu.
basicmechaniccourse.com