Kapasintansi 4

KAPASINTANSI
4.1
Pengertian Kapasitansi
Kapasitansi Yaitu ukuran jumlah muatan listrik yang di simpan atau di pisahkan
untuk sebuah potensi listrik yang sudah di tentukan sebelumnya. Coulombs pada abad
ke 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. membuat postulat bahwa
sebuah
kapasitor
akan
mempunyai kapasitans
sebesar 1 farad jika dengan tegangannya 1 volt dapat Menyimpan muatan elektron
sebanyak 1 coulombs. Dengan rumusnya yaitu :
𝑄=𝐶𝑉
Q = Muatan Elektron dalam C (Coulumbs)
C = Nilai kapasitansi dalam F (Farad)
V = Besar tegangan dalam V (Volt)
Dalam
praktek
pembuatannya
kapasitor,
kapasitansi
dapat
dihitung
dengan mengetahui luas dari area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal
dielektrik) dan konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumusnya yaitu :
𝐴
𝐶 = (8.85𝑥10−12 )(𝑘 )
𝑡
Berikut adalah tabel contoh dari konstanta (K) dari beberapa bahan dielektrik yang
telah disederhanakan.
Tabel 1 Konstanta K
Untuk rangkaian dari elektronik praktis, satuan farad yaitu sangat besar sekali.
Umumnya kapasitor yang ada dipasaran memiliki satuan yaitu:
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 F-6
1 nF
= 10 F-9
1 pF
= 10 F-12
Konversi satuan penting kita ketahui untuk mempermudah membaca besaran
sebuah kapasitor. Misalnya yaitu 0.047µF dapat juga dibaca sebagai 47nF,
atau
contoh
lain
0.1nF
sama
dengan
100pF.
Kondensator
dapat
diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif (+) dan negative () serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.
Gambar 1 Simbol berbentuk Tabung
Sedangkan jenis yang satunya lagi paling banyak nilai kapasitas lebih rendah
dan tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, paling banyak berbentuk
bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju
yang sering kita sebut kapasitor (Capacitor).
Gambar 2 Tablet kapasitor
Berdasarkan penggunaannya kondensator dibagi menjadi 3 :
1.
Kondensator Tetap (Nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah atau tetap)
2.
Kondensator Elektrolit (Electrolit Condenser = Elco)
3.
Kondensator Variabel (Nilai dari kapasitas dapat diubah-ubah atau tidak tetap)
Pada kapasitor yang ukuranya besar nilai kapasitansinya dapat kita tulis dengan
angka yang jelas dan lengkap dengan nilai tegangan
maksimum dan polaritasnya.Misalnya yaitu pada kapasitor elco tertera kapasitansinya
sebesar 100µF25v yang artinya kapasitor/kondensator mempunyai nilai kapasitansi
100 µF dengan tegangan kerja maksimal sebesar 25 volt.
Tabel 2 Kapasitor
Kapasitor yang fisiknya berukuran kecil biasanya hanya bertuliskann 2 atau 3
angka saja. Jika hanya 2 angka, satuannya adalah pF (Pico Farads). Sebagai contohnya
yaitu, kapasitor yang bertuliskan 2 angka 47 maka kapasitansi dari kapasitor tersebut
adalah 47pF Jika ada 3 digit,
angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturutturut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000,
5 = 100.000 dan seterusnya. Contohnya
Untuk kapasitor dari polyester nilai kapasitansi bisa di tebak berdasarkan warna
seperti pada resistor.
Gambar 3 Tabel warna kapasitor
Cara membacanya yaitu
Seperti komponen lainnya, yaitu besar kapasitansinya nominal ada toleransi.
Dapat terlihat nilai toleransi dengan kode-kode angka ataupun huruf tertentu. Dengan
table dibwah kita dapat dengan
mudah
mengetahui
toleransi
kapasitor yang
tertera menyertai dari nilai nominal kapasitor. Misalnya yaitu jika tertulis 104 X7R,
maka kapasitansinya
yaitu
100nF
dengan
toleransinya
+/-15%.
Sekaligus
dapat diketahui juga bahwa suhu kerja yang dianjurkan adalah -55Co sampai +125Co .
Tabel 3 Toleransi
Tabel 4 Suhu kapasitor
Dari penjelasannya bisa diketahui bahwa karakteristik kapasitor selain kapasitansi juga
tak kalah penting yaitu tegangan kerja dan temperatur kerja. Tegangan kerja yaitu
tegangan maksimum yang diperbolehkan sehingga kapasitor dapat bekerja dengan baik.
Misalnya kapasitor 10uF25V, maka tegangan yang bisa diberikan tidak boleh lebih dari
25 volt dc. Biasanya kapasitor polar bekerja pada tegangan DC dan kapasitor non-polar
bekerja pada tegangan AC. Sedangkan temperatur kerjanya yaitu batasan temperatur
dimana kapasitor masih bisa bekerja dengan optimal. Misalnya jika pada kapasitor
tertulis X7R, maka kapasitor tersebut mempunyai suhu kerja yang direkomendasikan
antara -55Co sampai +125Co.
Fungsi kegunaan dari Kapasitor dalam suatu rangkaian yaitu :
1.
Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada
PS)
4.2
2.
Sebagai filter dalam rangkaian PS
3.
Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian Antenna
4.
Untuk menghemat daya listrik pada lampu Neon
5.
Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar
Tipe Kapasitor Bahan di Elektrik
Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya.
Untuk
lebih sederhana dapat dibagi menjadi 2 bagian ialah kapasitor electrostatic
dan electrolytic
1.
Kapasitor Electrostatic
Kapasitor electrostatic yaitu kelompok kapasitor yang terbuat dengan bahan
dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika bahan yang popular serta
murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya rendah. Tersedia dari besaran
pF sampai beberapa µF, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian dengan frekuensi
tinggi. Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan material seperti
polyester (polyethylene. terephthalate atau biasa dikenal dengan sebutan
mylar),polystyrene, polyprophylene, polycarbonate, metalized paper dan lainnya.
2.
Kapasitor Electrolytic
Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor yang bahan dielektriknya
adalah lapisan metal-oksida. Pada umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini
adalah kapasitor polar dengan tanda positif (+) dan negatif (- ) dibadannya. Mengapa
kapasitor
ini
dapat memiliki polaritas
menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk
karena proses
pembuatannya
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
terbentuk dari proses elektrolisa, seperti proses penyepuhan emas. Elektroda metal yang
dimasukan kedalam larutan elektrolit (sodium borate) kemudian 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.
Gambar 4 Terbentuk kutub anoda katoda
Dengan demikian plat metal (anoda), lapisan-metal-oksida dan electrolyte (katoda)
membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal-oksida sebagai dielektrik. Dari
rumus dapat diketahui besar dari kapasitansi berbanding terbalik dengan tebal dielektrik.
Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian dapat kita buat
kapasitor yang kapasitansinya cukup besar. Karena alasan ekonomis dan praktis,
umumnya bahan metal yang banyak digunakan yaitu aluminium dan tantalum. Tetapi
yang paling banyak
digunakan
untuk mendapatkan permukaan
yang
dan
luas,
murah
bahan
plat
adalah
Aluminium
digulung radial.
Sehingga dengan cara itu dapat kapasitor yang kapasitansinya besar.
aluminium
biasanya