Kapasitor Jenis, Fungsi Dan Karakteristik
Pengertian Kapasitor
Kapasitor ialah komponen elektro yang sanggup menyimpan dan melepaskan muatan listrik dalam waktu tidak tertentu. Berbeda dengan batere atau akumulator, kapasitor menyimpan dan melepaskan muatan tanpa terjadi perubahan kimia dalam kapastor tersebut. Kapasitor dibangun dari 2 buah plat yang dipisahkan oleh materi dielektrik.
Bahan yang dipakai sebagai dielektrik dalam suatu kapasitor ada beberapa jenis diantaranya udara, keramik, kaca, milar, mika, kertas, tantalum dan elektrolit. Berdasarkan dielektrikumnya kapasitor dibagi menjadi beberapa jenis kapasitor, antara lain:
- Kapasitor Kertas
- Kapasitor Keramik
- Kapasitor Milar
- Kapasitor Mika
- Kapasitor Film
- Kapasitor Elektrolit
- Kapasitor Tantalum
Kapasitor elektrolit dan kapasitor tantalum ialah kapasitor yang mempunyai kutub atau polar, sering disebut juga dengan nama kapasitor polar. Kapasitor film terdiri dari beberapa jenis yaitu polyester film, poly propylene film atau polysterene film.
Sejarah Penemuan Kapasitor
Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada dikala yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak sanggup mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, alasannya ialah terpisah oleh materi dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada dikala terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebuat dengan kapasitansi atau kapasitas. Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk sanggup menampung muatan elektron.
Coulombs pada kala 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael Faraday menciptakan postulat bahwa sebuah kapasitor akan mempunyai kapasitansi sebesar 1 farad jikalau dengan tegangan 1 volt sanggup memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus sanggup ditulis :
Q = CV
Q = muatan elektron dalam C (coulombs)
C = nilai kapasitansi dalam F (farads)
V = besar tegangan dalam V (volt)
C = nilai kapasitansi dalam F (farads)
V = besar tegangan dalam V (volt)
HC= ½ C V 2 [joule]
Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan konstanta (k) materi dielektrik. Dengan rumusan sanggup ditulis sebagai berikut :
C = (8.85 x 10-12) (k A/t)
Berikut ialah tabel pola konstanta (k) dari beberapa materi dielektrik yang disederhanakan.
Tabel Konstanta Bahan Dielektrik
Udara vakum | k = 1 |
Aluminium oksida | k = 8 |
Keramik | k = 100 – 1000 |
Gelas | k = 8 |
Polyethylene | k = 3 |
Konsep Pembuatan Kapasitor
Jika dua buah plat atau lebih yang berhadapan dan dibatasi oleh isolasi, lalu plat tersebut dialiri listrik maka akan terbentuk kondensator (isolasi yang menjadi batas kedua plat tersebut dinamakan dielektrikum).
Bahan dielektrikum yang dipakai berbeda-beda sehingga penamaan kapasitor menurut materi dielektrikum. Luas plat yang berhadapan materi dielektrikum dan jarak kedua plat menghipnotis nilai kapasitansinya.
Pada suatu rangkaian yang tidak terjadi kapasitor liar. Sifat yang demikian itu disebutkan kapasitansi parasitic. Penyebabnya ialah adanya komponen-komponen yang berdekatan pada jalur penghantar listrik yang berdekatan dan gulungan-gulungan kawat yang berdekatan.
Gambar diatas membuktikan bahwa ada dua buah plat yang dibatasi udara. Jarak kedua plat dinyatakan sebagai d dan tegangan listrik yang masuk.
Besaran Kapasitansi Kapasitor
Kapasitas dari sebuah kapasitor adalah perbandingan antara banyaknya muatan listrik
dengan tegangan kapasitor.
C = Q / V
Keterangan :
C = Kapasitas dalam satuan farad
V = Tegangan kapasitor dalam satuan Volt
Q = Muatan listrik dalam satuan Coulomb
V = Tegangan kapasitor dalam satuan Volt
Jika dihitung dengan rumus C= 0,0885 D/d. Maka kapasitasnya dalam satuan piko farad
D = luas bidang plat yang saling berhadapan dan saling menghipnotis dalam satuan cm2
d = jarak antara plat dalam satuan cm.
D = luas bidang plat yang saling berhadapan dan saling menghipnotis dalam satuan cm2
d = jarak antara plat dalam satuan cm.
Bila tegangan antara plat 1 volt dan besarnya muatan listrik pada plat 1 coulomb, maka kemampuan menyimpan listriknya disebut 1 farad.
Dalam kenyataannya kapasitor dibentuk dengan satuan dibawah 1 farad. Kebanyakan kapasitor elektrolit dibentuk mulai dari 1mikrofarad hingga beberapa milifarad. Kapasitor variabel mempunyai ukuran fisik yang besar tetapi nilai kapasitansinya sangat kecil hanya hingga ratusan pikofarad.
Karakteristik Kapasitor
Pada dikala arus berubah arah elektron-elektron harus meningkatkan dielektrikum. Perubahan arah arus yang terjadi pada dikala kapasitor terhalangi oleh rintangan yang disebut hysterisis kapasitif.
Karakteristik Kapasitor Adalah :
Terhadap tegangan dc merupakan kendala yang sangat besar.
Terhadap tegangan ac mempunyai resistansi yang berubah-ubah sesuai dengan frequency kerja.
Terhadap tegangan ac akan menimbulkan pergeseran fasa, dimana arus 90o mendahului tegangannya.
Resistansi dari sebuah kapasitor terhadap tegangan ac disebut reaktansi. Disimbolkan dengan Xc, besarnya reaktansi kapasitor ditulis dengan rumus :
Xc = 1/(2πFc)
Keterangan :
Xc = Reaktansi kapasitif (ohm)
F = frekuensi kerja rangkain dalam satuan hertz
c = kapasitansi (farad)
F = frekuensi kerja rangkain dalam satuan hertz
c = kapasitansi (farad)
Beberapa hal yang sanggup mengakibatkan kerusakan pada kapasitor ialah lamanya pemakaian kapasitor, tegangan yang diberikan melebihi batas maksimumtegangan kerja kapasitor tersebut dan kesalahan pemasangan polaritas kapasitor.
