Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Widget Atas Posting

Box 1 , scroll ke bawah

Box 2 , scroll ke bawah

Box 3 , scroll ke bawah

Box 4

Kapasitor, pengertian, cara kerja, jenis dan perhitungan dalam rangkaian

Apa yang dimaksud dengan Kapasitor itu? 

Kapasitor atau lebih familier dengan sebutan kondensator pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867) yang pada intinya merupakan alat yang mampu menyimpan energy listrik di dalam sebuah medan listrik. Kapasitor dalam menyimpan energy listrik mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari sebuah muatan listrik. Dengan kata lain kapasitor merupakan sebuah komponen yang dapat menyimpan muatan listrik yang terbentuk oleh plat/ kepingan yang dipisahkan oleh bahan penyekat. 
kapasitor


Pada saat kapasitor tersambung pada sumber tegangan, maka plat/kepingan akan berisi electron.Saat electron terpisah dari satu plat ke plat yang lainnya, maka muncullah electron diantara keduanya. Muatan tersebut muncul karena adanya muatan positif plat yang kehilangan electron dan muatan negative plat yang mendapat electron 

Kapasitor atau kondensator merupakan sebuah komponen yang mampu menyimpan electron dalam rentang waktu tertentu, atau dengan kata lain komponen ini mampu menyimpan muatan listrik, yang memiliki dua konduktor yang dipisahkan dengan bahan dielektrikum. Jenis bahan penyekat/ dielektrikum inilah yang menentukan jenis dari kapasitor, yaitu kertas, mika plastic, elektrolit dan lain sebagainya 

Komponen ini masuk dalam keluarga komponen pasif, dan banyak kita jumpai pada sebagian besar rangkaian elektronika. Kapasitor meskipun mampu menyimpan energy listrik, namun berbeda dengan konsep baterai, karena dalam proses penyimpanannya tidak terjadi perubahan kimiawi. 

Pada saat ujung plat kondensator dihubungkan dengan sumber tegangan listrik, maka muatan positif aka terkumpul pada salah satu elektroda plat tersebut, dan secara bersamaan muatan negatih juga akan terkumpul pada sisi plat yang lainnya. Muatan positif tidak mampu mengalir ke polaritas negative dan begitu pula sebaliknya muatan negative tidak mampu menuju ke polaritas positif, mengapa demikian…? Karena kedua plat tersebut terpisah oleh bahan dielektrikum yang bersifat non konduktif. Muatan listrik ini akan tetap tersimpan selagi tidak adanya konduksi pada kedua ujung kaki kapasitor, kemampuan menyimpan energy listrik inilah yang dinamakan kapasitansi atau kapasitas. Secara definisi, kapasitansi merupakan kemampuan sebuah kapasitor dalam menampung muatan electron. Pada abad 18, seorang ilmuwan yang bernama Coulombs menghitung bahwa besarnya 1 couloumbs adalah 6,25 x 10 18 elektron. Sedangkan Ilmuawan lainnya yang bernama Michael Faraday membuat sebuah dalil bahwa sebuah kapasitor akan mempunyai kapasitansi sebesar 1 farad apabila pada tegangan 1 Volt mampu memuat electron sebanyak 1 couloumbs. Bila dijabarkan dalam sebuah rumus, bisa dilihat sebagai berikut: 

Q = CV 
Dimana    Q      = Muatan listrik dalam satuan couloumbs 

                C       = kapasitansi dengan satuan Farad 
                V       = Tegangan dengan satuan Volt 


Bagaimana Cara Kerja dari Kapasitor itu? 

Sebuah kapasitor yang terpasang pada suatu rangkaian dan dihubungkan dengan sumber tegangan, maka kapasitor akan dipenuhi dengan electron yang menyebabkan terjadinya perubahan tegangan. Kemudian electron akan keluar dari kapasitor tersebut dan mengalir menuju rangkaian berikutnya. 

Kedua plat pada kapasitor dipisahkan oleh bahan dielektrikum, secara principal, electron tidak mampu menyeberang diantara kedua plat. Pada saat belum terhubung dengan sumber tegangan, kedua plat bersifat netral. Bila kedua plat tersebut dihubungkan pada sumber tegangan pada plat yang terhubung kutub negative akan menolak elekttron, sedangkan yang terhubung dengan kutub positif akan menarik electron, dengan demikian electron tersebut akan menyebar ke seluruh plat/keeping kapasitor. Pada periode waktu tertentu, electron mengalir ke plat sebelah kanan dan keluar dari plat sebelah kiri, sehingga arus listrik mengalir melalui kapasitor, meskipun sebenarnya tidak ada electron diantara kedua celah dalam plat tersebut. 

Apabila bagian plat tersebut sudah berisi muatan, maka secara perlahan akan menolak muatan baru, sehingga arus pada plat tersebut berangsur angsur turun terhadap waktu hingga kedua plat memiliki besaran tegangan yang sama dengan sumber tegangan. Plat kanan memiliki kelebihan electron dengan besarnya muatan –Q, sedangkan yang kiri besarnya +Q 


Simbol Kapasitor 

Kapasitor pada dasarnya terbagi menjadi dua, yaitu kapasitor bernilai tetap dan kapasitor yang nilainya berubah. Simbol yang digunakan juga berbeda, yaitu 


simbol kapasitor
                                                Sumber Gambar : panduan teknisi.com

Pada simbol kapasitor di atas, dibedakan menjadi dua, yaitu simbol kapasitor bernilai tetap dan simbol kapasitor bernilai variabel. Pada Kapasitor bernilai tetap juga ada dua jenis, yaitu yang bi polar ( dua polaritas ) dan Non Polar ( Tanpa polaritas

Rumus Perhitungan Kapasitor 


Beberapa kapasitor bisa dirangkai secara seri maupun parallel. Besarnya nilai kapasitansi jelas kan berubah. Untuk mengetahui bagaimana cara menghitung nilai kapasitansi pada kapasitor yang dirangkai secara seri atau parallel, dapat dilihat rumus sebagai berikut : 

Kapasitas pengganti pada rangkaian paralel adalah :

  • Ctot=C1+C2+C3
  • Qtot=Q1+Q2+Q3
  • Vtot=V1=V2=V3
Besarnya muatan kapasitor pengganti nilainya sama dengan jumlah masing-masing kapasitor , sedangkan untuk tegangan sama.

Sebagai contoh, pada rangkaian capasitor di atas, jika C1 bernilai 100 nF, C2 bernilai 200nF, dan C3 bernilai 100nF, dihubungkan pada sumber tegangan 10 Volt. maka tentukan

  • Nilai Kapasitansi Totalnya
  • Nilai Muatan kapasitansinya

Penyelesaian:
C Total = C1 + C2 + C3
C Total = 100nF + 200nF +100nF
C Total = 400 nF

Nilai Q totalnya adalah :
Qt = Q1 + Q2 + Q3
Qt = (0,0000001x 10) +( 0,0000002 x 10) + (0,0000001 x 10)
Qt = 0,000001+0,000002+0,000001
Qt = 0,000004 Coulombs = 4 Micro Coulombs.


Kapasitor dirangkai secara seri


Nilai kapasitor total yang dirangkai secara seri, dalam perhitungannya sama dengan mencari nilai Tahanan pengganti yang dirangkai secara paralel, yaitu dengan cara sebagai berikut:
Besarnya muatan pada setiap kapasitor besarnya sama dengan jumlah muatan pada kapasitor pengganti yang dirumuskan sebagai berikut:

Qs = Q1 = Q2 = Q3 = Q4

Tegangan pada ujung kapasitor pengganti besarnya merupakan penjumlahan dari tegangan masing masing kapasitor, yang dirumuskan sebagai berikut

Vs = V1 + V2 + V3 + V4

Besarnya nilai kapasitas penggantinya dapat dicari dengan rumus berikut :

Cs = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + 1/C4

Sebagai contoh, pada rangkaian capasitor di atas, jika C1 bernilai 100 nF, C2 bernilai 100nF, dan C3 bernilai 50nF, dihubungkan pada sumber tegangan 10 Volt. maka Nilai tentukan :
  • Nilai Kapasitansi Totalnya
  • Nilai Muatan Kapasitor totalnya.
Penyelesaian :
1/Cs = 1/100 + 1/100+1/50
1/Cs = 1/100 + 1/100+2/100
1/Cs = 4/100
Cs = 100/4 = 25nF

Qs = Q1= Q2=Q3
Qs = VxCs
Qs = 10 x 0,00000025
Qs = 0,0000025 Coulombs


Energi Kapasitor


Besarnya muatan listrik akan menimbulkan potensial listrik dimana untuk memindahkannya diperlukan suatu usaha.dalam memberikan muatan pada sebuah kapasitor tentu diperlukan usaha yang tersimpan dalam kapasitor dalam bentuk energy persamaan untuk mencari energy listrik dapat dijabarkan sebagai berikut

W=12CV2=12QV=12Q2C

keterangan :

W = energi kapasitor
Q = Muatan Listrik ( C )
V = Potensial listrik


Jenis kapasitor

Berdasarkan nilai kapasitansinya, Kapasitor dibagi menjadi dua jenis yaitu :

Kapasitor bernilai Tetap ( Fix Capasitor)

Kapasitor ini memiliki nilai yang tetap dan tidak dapat diubah ubah . Nilai kapasitansinya sudah ditetapkan di pabrik pembuatnya. Kapasitor tetap dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

fix kapasitor



Kapasitor Bi Polar ( dua polaritas)
  1. Kapasitor Electrolitini memiliki dua polaritas yaitu positif dan negative, biasanya ada pada jenis electrolit capasitor ( Elco) dan Tantalum Kapasitor. Kapasitor electrolit memiliki bentuk khas dengan tanda khusus pada badan komponen sehihngga memudahkan kita dalam mengidentifikasi polaritas dari kaki elco. Ciri yang paling mudah didapatkan adalah adanya tanda (–)  di bodi komponen yang terhubung dengan kaki negative elco. Pada pemasangan elco di rangkaian tidak boleh tebalik, karena jika dipasangkan pada tegangan DC, dengan polaritas yang terbalik, maka dalam beberapa detik saja elco akan meledak. 
  2. Kapasitor Tantalum, Kapasitor jenis ini juga mempunyai  Polaritas arah Positif (+) dan Negatif (-) bahan isolatornya juga terbuat dari cairan elektrolit. Kapasitor ini mampu beroperasi pada suhu yang tinggi, memiliki kapasitansi yang besar namun kemasan yang lebih kecil dari electrolit kondensator. Komponen ini biasa dipakai di perangkat elektronik seperti Handphone atau laptop
Kapasitor Non Polar ( Tidak memiliki Polaritas)
Dinamakan kapasitor non polar, karena kapasitor ini tidak memiliki polaritas, jadi pemasangannya bisa dibolak balik. Kapasitor yang termasuk dalam jenis non polar diantaranya:
  1. Kapasitor Keramik (Ceramic Capasitor), Kapasitor jenis ini isolatornya terbuat dari bahan keramik, tidak memiliki polaritas, berbentuk pipih dan memiliki kapasitansi yang kecil yaitu berkisar antara 1 pf sampai 0,01µF. Kapsitor ini biasanya dipasang di bagian power amplifier berfungsi sebagai bypass, dan sering juga dijumpai pada filter frekuensi. 
  2. Kapasitor Polyster, Kapasitor jenis ini memiliki isolator terbuat dari polyster yang berbentuk segi empat. Pemasangan kapasitor ini bisa dibolak balik karena tidak memiliki polaritas.
  3. Kapasitor Kertas (Paper Capacitor), Kapasitor jenis ini memiliki bahan isolator terbuat dari kertas, Pemasangan komponen ini bisa dibolak balik karena tidak ada polaritasnya.Nilai kapasitansi kapasitor ini lebih besar dari kapasitor jenis keramik yaitu berkisar antara 300pF sampai 4 µF
  4. Kapasitor Mika (Mica Capacitor), Kapasitor jenis ini terbuat dari bahan isolator mika, memiliki nilai kapasitansu berkisar antara 50pf sampai dengan 0,02µF, Pemasangan kakinya juga bisa dibolak balik, karena tidak memiliki polaritas. 

Kapasitor yang Nilainya Bisa Diubah Ubah ( Variabel Capasitor)

Kapasitor jenis ini dapat diubah ubah nilai kapasitansinya. Kapasitor ini terdiri dari dua jenis yaitu :

kapasitor nilai berubah ubah


  1. Variabel Condensator ( Varco). Kapasitor jenis ini terbuat dari logam yang berukuran lebih besar dibandingkan kapasitor pada umumnya. Kapasitor ini biasa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi dan digunakan pada bagian rangkaian penala ( Tuning). Nilai kapasitansinya berkisar antara 100pf sampai 500pf
  2. Trimmer. Kapsitor jenis ini memiliki bentuk yang kecil, dan memerlukan obeng min untuk mengatur besarnya kapasitansinya. Kapasitor jenis ini terbuat dari dua buah plat logam yang dipisahkan dengan bahan mika.Penggunaan kapasitor ini bisanya untuk penempatan pemilihan gelombang pada rangkain penala RF ( Radio Frekuensi). Nilai kapasitansinya maksimal hanya 100pf

Fungsi Kapasitor dalam Rangkaian Elektronika

Kapasitor banyak digunakan di berbagai rangkaian elektronika, biasanya dipasangkan dengan komponen lain baik itu komponen pasif ataupun komponen aktif. Berikut ini beberapa fungsi dari kapasitor :
  1. Menyimpan arus dan tegangan.
  2. Mampu melewatkan arus AC
  3. Mampu menghambat arus DC
  4. Dapat digunakan sebagai Filter pada Powersupplay
  5. Dapat digunakan sebagai Low Pass Filter atau Hight Pass Filtetr
  6. Berfungsi sebagai Baypass pada suatu rangkaianj
  7. Sebagai pembangkit frekuensi pada rangkaian isolator
  8. Sebagai Kopling antar rangkaian
  9. Sebagai penggeser fase gelombang sinusoidal
Demikian artikel tentang Kapasitor, pengertian, cara kerjanya, semoga bermanfaat. Jika ada diskusi silakan tuliskan di kolom komentar.