Paham Kapasitor [Lengkap]

Posting Komentar
Kapasitor kakangnurdin

Kapasitor merupakan salah satu komponen elektronika yang termasuk kedalam komponen elektronika pasif, dimana komponen kapasitor (capasitor) ini banyak digunakan pada suatu rangkaian-rangkaian elektronika yang berfungsi sebagai :

Fungsi Komponen Kapasitor Pada Rangkaian Elektronika

  • Penyimpan tegangan listrik sementara
  • Untuk meredam bouncing atau loncatan api saat dipasang pada saklar
  • Sebagai filter atau penyaring pada rangkaian Power Supply 
  • Pembangkit frekuensi pada rangkaian osilator
  • Sebagai kopling atau penghubung pada amplifier
  • Sebagai penghemat daya listrik pada lampu neon, dimana mampu menurunkan arus dan memperbaiki faktor daya
  • Sebagai penggeser Fasa
  • Pada arus DC digunakan sebagai penghambat arus
  • Sebagai konduktor pada arus AC

Penemu Kapasitor dan Satuan Kapasitor

Kapasitor atau kondensator (condensator) ini pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday yang berasal dari Inggris pada tahun (1791 - 1867). Sesuai dengan nama penemunya tersebut, maka komponen kapasitor ini memiliki satuan kapasitansi yaitu Farad (F).

Apa itu kapasitansi ?

Kapasitansi adalah kesanggupan komponen kapasitor untuk dapat menampung banyaknya muatan elektron yang diterima.

Yang sering kita jumpai di pasaran biasanya memiliki satuan µF, nF dan pF (micro Farad, nano Farad, piko Farad) :

1 Farad = 1.000.000 µF (micro 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 (micro-micro Farad)
1 µF = 10-6 F
1 nF = 10-9 F
1 pF = 10-12 F

Simbol Kapasitor

simbol kapasitor

Pada gambar diatas memperlihatkan simbol dari kapasitor. Simbol kapasitor normal pada umumnya, simbol kapasitor electrolytic / elco dan simbol kapasitor variabel.

Struktur Dasar Kapasitor

Struktur sebuah kapasitor terdiri dari 2 buah keping pelat metal yang tersusun secara pararel, dimana diantara kedua pelat metal tersebut dipisahkan oleh suatu bahan yang dinamakan bahan dielektrik. Bahan dielektrik berada pada daerah non-konduktif. Bahan dielektrik yaitu sejenis bahan isolator listrik misalnya udara vakum, kertas, mika, kaca, keramik.

struktur kapasitor

Ketika masing-masing ujung pelat metal diberikan tegangan listrik maka akan terjadi proses terkumpulnya muatan postif dan muatan negatif pada kedua sisi pelat metal tersebut, dimana muatan positif terbentuk pada sisi pelat metal yang satu dan disisi pelat metal yang satunya terbentuk muatan-muatan negatif.

Kedua muatan positif dan muatan negatif tersebut dipisahkan oleh area non-konduktif yang berbahan dielektrik sehingga satu sama lain antara muatan negatif dan muatan positif tersebut tidak saling mengalirkan satu sama lain. Muatan negatif tidak akan mengalir ke kutub positif dan muatan positif tidak akan mengalir ke kutub negatif.

Pada kondisi inilah muatan elektrik akan tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kaki elektroda  

Kemampuan kapasitor untuk menampung muatan elektron disebut kapasitansi, rumus kapasitansi :

 Q = C V 

Dimana,

Q = muatan elektron dengan satuan C (Coulombs)
C = nilai kapasitansi dengan satuan F (Farad)
V = besar tegangan dengan satuan V (Volt)  

 1 coulomb bernilai 6.25 x 1018 elektron

Cara Kerja Kapasitor

cara kerja kapasitor

Untuk melihat cara kerja dari sebuah kapasitor, kita lakukan simulasi dengan menggunakan sebuah power supply atau sumber tegangan DC dan dua buah pelat metal. Sumber tegangan DC (tegangan searah) yang digunakan pada simulasi ini yaitu Baterai.

Kita hubungkan baterai dengan kedua buah pelat tersebut. Pada saat dua buah pelat yang tersusun paralel tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan DC (tegangan searah), maka pada kedua buah pelat tersebut munculah elektron-elektron.

Perhatikan pada gambar, kutub negatif baterai "mendorong" elektron-elektron yang berada pada pelat menuju ke pelat yang satunya. Sementara dari sisi pelat yang satunya, elektron-elektron "ditarik" oleh kutub positif baterai.

Jika terjadi kondisi dimana terdapat perbedaan muatan elektron yang terlalu besar antara kedua buah pelat tersebut maka akan terjadi spark atau percikan yang melompati celah diantara kedua buah pelat tersebut dan akan membuang muatan yang tersimpan (discharge).

Oleh sebab itu, kita tempatkan bahan dielektrik berupa non-konduktif (isolator) pada celah antara kedua buah pelat tersebut yang berfungsi sebagai pemblokir saat terjadi percikan atau spark blocker agar dapat meningkatkan jumlah muatan pada pelat, sehingga dapat meningkatkan jumlah kapasitas muatan elektron pada kapasitor tersebut.

Faktor yang Mempengaruhi Tingkat Kapasitansi Sebuah Kapasitor

  • Jenis bahan dielektrik yang digunakan. Jika konstanta bahannya bernilai besar maka nilai kapasitansinya akan besar pula.
  • Luas daerah permukaan keping pelat. Semakin besar luas permukaan keping pelat maka semakin besar pula nilai kapasitansinya.
  • Jarak antara kedua buah pelat. Semakin dekat jarak antara kedua buah pelat maka akan semakin besar nilai kapasitansi sebauh kapasitor.


rumus kapasitansi

dimana, luas area permukaan pelat metal adalah A, jarak adalah t dan k adalah konstanta bahan dielektrik. Berikut terlampir tabel dielektrik beberapa bahan :

Bahan Nilai konstanta
Udara Vakum k = 1
Aluminium Oksida k = 8
Keramik k = 100 - 1000
Gelas k = 8
Polyethylene k = 3

Jenis - Jenis Kapasitor

Jenis kapasitor diklasifikasikan berdasarkan bahan Isolator dan berdasarkan nilainya dibagi menjadi 2 jenis yaitu :

  1. Kapasitor nilai tetap
  2. Kapasitor Variable   

Kapasitor Nilai Tetap 

Kapasitor Nilai Tetap atau Fixed Capacitor adalah jenis kapasitor yang nilainya sudah ditentukan dan tidak dapat berubah-ubah atau dengan kata lain nilainya konstan.

Kapasitor keramik, kapasitor polyester, kapasitor, kertas, kapasitor mika, kapasitor elektrolit, kapasitor tantalum kakangnurdin
  • Kapasitor berbahan keramik (Ceramic capasitor)
  • Kapasitor berbahan polyester (Polyester capasitor)
  • Kapasitor berbahan kertas (Paper capasitor)
  • Kapasitor berbahan mika (Mica capasitor)
  • Kapasitor berbahan elektrolit (Electrolyte capasitor)
  • Kapasitor tantalum

Kapasitor Keramik

Kapasitor keramik atau ceramic capasitor  adalah salah satu jenis kapasitor yang isolatornya berbahan keramik. Bentuk nya ada yang bulat tipis dan ada juga yang berbentuk persebi empat.

Kapasitor ini dapat dipasang tanpa memperhatikan polaritas, karena kapasitor ini didesain untuk pemasangan bolak-balik.

Umumnya yang kita temukan di pasaran besaran nilai kapasitor keramik ini berkisar antara 1 pF sampai 0.01 µF. 

Ada juga yang berbentuk chip (chip capasitor) ukurannya sangatlah kecil yang diperuntukan untuk peralatan-peralatan elektronik yang berukuran kecil. Pemasangannya dapat dilakukan dengan menggunakan SMT (Surface Mount Technology) yang berkecepatan tinggi.

Kapasitor Polyester

Sesuai dengan penamaannya, kapasitor ini terbuat dari polyester. Kapasitor ini berbentuk persegi empat. 

Pemasangan kapasitor jenis ini dapat dipasang bolak-balik dalam penggunaannya pada rangkaian elektronika karena kapasitor ini tidak memiliki polaritas.

Kapasitor Kertas

Sesuai dengan namanya kapasitor kertas atau papper capasitor, kapasitor ini memiliki isolator yang terbuat dari bahan kertas.

Umumnya di pasaran untuk nilai kapasitor jenis kertas ini berkisar dianatar 300 pF hingga 4 µF.

Kapasitor jenis ini tidak memiliki polaritas dalam pemasangannya pada rangkaian elektronika sehingga dapat dipasang bolak-ballik.

Kapasitor Mika

Sesuai dengan namanya, kapasitor ini memiliki bahan isolator yang terbuat dari bahan mika.

Nilai kapasitor mika yang dapat kita temukan di pasaran yaitu berkisar antara 50 pF sampai dengan 0.02 µF.

Saat pemasangannya pada rangkaian elektronia, kapasitor jenis ini dapat dipasang bolak-balik tanpa memperhatikan polaritas arah.

Kapasitor Elektrolit

Kapasitor ini berbahan isolator yang terbuat dari elektrolit, berbentuk seperti tabung atau silinder.

Kapasitor yang sering disebut dengan ELCO ini digunakan pada rangkaian elektronika dengan kebutuhan nilai kapasitansi yang tinggi.

Kapasitor jenis elektrolit ini memiliki polaritas arah yaitu kutub positif dan kutub negatif . Jadi saat pemasangannya jangan salah arah, karena jika salah arah saat pemasangannya dan tegangannya melampaui batas kemampuannya maka kapasitor ini dapat meledak.

Aluminium digunakan pada kapasitor ini sebagai pembungkus dan juga sebagai terminal negatif-nya.

Nilai kapasitansi dan nilai tegangan biasanya tertera pada badan kapasitornya yang memudahkan kita untuk membacanya.

Penandaan yang menunjukan terminal negatifnya pun dapat dilihat pada bagian badan kapasitor.

Pada umumnya di pasaran nialai kapasitansi untuk jenis kapasitor elektrolit ini yaitu berkisar dari 0.47 µF hingga ribuan micro Farad.

Kapasitor Tantalum

Pada bagian terminal anodanya (+) kapasitor ini menggunakan bahan logam tantalum.

Sehingga kapasitor jenis ini memiliki polaritas arah positif dan negatif. 

Bahan isolatornya berbahan elektrolit.

Ukuran kapasitor tantalum ini sangat kecil dan mungil, tetapi memiliki kemampuan yang baik dibandingkan dengan tipe kapasitor berbahan elektrolit lainnya, yaitu mampu beroprasi pada suhu yang sangat tinggi dan dapat memiliki nilail kapasitansi yang besar.

Kapasitor Variable

Kapasitor Variabel, dari namanya sudah jelas "variabel", maka dapat disimpulkan bahwa kapasitor variable adalah kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diatur dan di rubah-rubah sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan. Jenis kapasitor Variabel :

kapasitor variable, kapasitor varco, kapasitor trimmer
  1. Varco (Variable Condensator) 
  2. Trimmer  

Varco (Variable Condensator)

Kapasitor jenis variable ini terbuat dari logam dengan ukuran yang relatif besar.

Pada saat kapasitor Varco ini digabungkan dengan spoel antena dan spoel Osilator maka dapat digunakan untuk memilih gelombang frekuensi pada rangkaian radio.

Pada umumnya di pasaran nilai kapasitor jenis Varco ini memiliki nilai kapasitansi antara 100 pF sampai 500 pF. 

Trimmer

Trimmer adalah salah satu jenis kapasitor variable yang berukuran kecil sehingga sedikit menyulitkan ketika memutar poros pengatur nilai kapasitansinya.

Secara konstruksi, trimmer terdiri dari dua buah pelat logam yang terpisah, ditengah pelat logam tersebut terdapat selembar mika dan sebuah screw. Screw berfungsi untuk mengatur jarak kedua pelat logam sehingga nilai kapasitansinya dapat berubah-rubah.

Kapasitor ini biasa digunakan untuk keakurasian gelombang frekuensi (Fine Tune).

Di pasaran, biasanya nilai kapasitansinya hanya sampai 100 pF.  


KANGNURDIN
Pernah bersekolah di Jurusan Teknik Elektro. Pernah menjadi seorang Teknisi Perencanaan dan Penjadwalan Laboratorium Kalibrasi di salah satu Perusahaan BUMN. Saat ini, sedang menyukai belajar apapun dan menuliskannya di kakangnurdin.com. Mudah-mudahan ilmu yang sedikit ini dapat bermanfaat untuk saya pribadi dan orang-orang. Dah, Gitu aja !

Related Posts

Posting Komentar