Iklan bawah header

Kapasitor - Pengertian, Fungsi dan Jenis Kapasitor

Kapasitor (Capasitor) atau biasa disebut juga dengan Kondensator (Condensator) adalah komponen yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik.

Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad yang diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791 - 1867) yang berasal dari Inggris. Farad merupakan satuan yang sangat besar, sehingga pada umumnya kapasitor yang digunakan di dalam perangkat elektronika adalah satuan Farad yang dikecilkan menjadi pikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.

Untuk Konversi Satuan Farad sebagai berikut :

1 Farad = 1.000.000µF (mikro Farad)
1 µF = 1.000nF (nano Farad)
1 µF = 1.000.000pF (piko Farad)
1 nF = 1.000 pF (piko Farad)

Kapasitor terdiri dari 2 plat konduktor yang pada umumnya terbuat dari logam dan sebuah isolator diantaranya sebagai pemisah. Di dalam rangkaian elektronika, Kapasitor disingkat dengan huruf "C".

Fungsi Kapasitor

Fungsi dari kapasitor sangat diperlukan dalam suatu rangkaian elekronika, hal ini menjadikan kapasitor sebagai salah satu jenis komponen elektronika yang paling sering digunakan. Kalian bisa perhatikan dibawah ini adalah beberapa fungsi dari Kapasitor dalam rangkaian elektronika :

  • Berfungsi sebagai Konduktor yang dapat menghantarkan arus listrik untuk arus AC (alternating Current)
  • Berfungsi sebagai isolator yang menghambat arus DC (Dirrect Current)
  • Berfungsi Sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik sementara
  • Berfungsi sebagai Kopling antara rangkaian elektronika satu dengan rangkaian elektronika yang lain
  • Berfungsi sebagai penyaring atau filter dalam rangkaian Power Supply (Catu Daya)
  • Berfungsi sebagai pembangkit frekuensi dalam Rangkaian Osilator
  • Berfungsi sebagai penggeser fasa
  • Berfungsi sebagai pemilih gelombang frekuensi (Kapasitor yang digabungkan dengan Spul Antena dan Osilator)

Jenis-jenis Kapasitor

Seperti halnya dengan komponen elektronika lainnya, kapasitor juga memiliki banyak macamnya. Berdasarkan bahan isolator dan nilainya, kapasitor dibagi menjadi 2 jenis yaitu kapasitor nilai tetap dan kapasitor variable. Berikut macam kapasitor beserta penjelasannya :

Kapasitor Nilai Tetap (Fixed Capacitor)

Kapasitor nilai tetap adalah kapasitor yang nilainya konstan atau tidak berubah-ubah (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah). Berikut beberapa jenis kapasitor yang nilainya tetap::

1. Kapasitor Keramik

kapasitor keramik

Kapasitor Keramik (Ceramic Capacitor) adalah kapasitor yang bahan Isolatornya terbuat dari keramik dan bentuknya ada yang bulat tipis, ada yang persegi empat berwarna merah, hijau, coklat dan lainnya. Dalam pemasangannya di papan rangkaian (PCB), boleh dibolak-balik karena kapasitor keramik tidak memiliki arah atau polaritas. Pada umumnya, Nilai kapasitor keramik berkisar antara 1pF sampai 0.01µF. Dengan tegangan kerja maksimal 25 Volt sampai 100 Volt, tetapi juga ada yang sampai ribuan Volt.

Kapasitor yang berbentuk chip (Chip Capacitor) umumnya terbuat dari bahan keramik dan memiliki ukuran yang sangat kecil karena untuk memenuhi kebutuhan perangkat elektronik yang dirancang makin kecil dan dapat dipasang oleh Produksi SMT (Surface Mount Technology) yang berkecepatan tinggi.

2. Kapasitor Polyester

kapasitor polyester

Kapasitor Polyester (Polyester Capacitor) adalah kapasitor yang terbuat dari bahan polyester dan berbentuk persegi empat. Untuk pemasangan kapasitor polyester pada papan rangkaian (PCB) juga sama seperti kapasitor keramik, boleh dibolak-balik karena tidak memiliki polaritas arah.

3. Kapasitor Kertas

kapasitor kertas

Kapasitor Kertas (Paper Capacitor) adalah kapasitor yang terbuat dari bahan kertas. Nilai kapasitor kertas berkisar antara 300pF sampai 4µF. Sama halnya dengan kapasitor keramik, kapasitor kertas juga dapat dipasang bolak-balik pada rangkaian elektronika karena tidak memiliki polaritas arah.

4. Kapasitor Mika

Kapasitor Mika (Mica Capacitor) adalah kapasitor yang terbuat dari bahan mika. Nilai kapasitor mika berkisar antara 50pF sampai 0.02µF. Sama halnya seperti ketiga kapasitor di atas, kapasitor mika juga dapat dipasang bolak-balik karena tidak memiliki polaritas arah.

5. Kapasitor Elektrolit

kapasitor elektrolit

Kapasitor Elektrolit (Electrolyte Capacitor) adalah kapasitor yang bahan isolatornya terbuat dari elektrolit dan berbentuk tabung atau silinder. Kapasitor elektrolit sering disebut juga dengan ELCO (Electrolyte Condenser). Electrolyte Condenser sering dipakai pada rangakaian elektronika yang membutuhkan Kapasitansi (Capacitance) yang tinggi. ELCO menggunakan bahan alumunium sebagai pembungkus dan juga sebagai terminal Negatif-nya.

Nilai kapasitasnya berkisar antara 0.47µF (mikroFarad) sampai ribuan mikroFarad dengan Voltase kerja dari beberapa volt hingga ribuan volt. Pada badan ELCO biasanya tertera Nilai kapasitansi, Tegangan (Voltage) dan terminal Negatif-nya. Yang harus kamu perhatikan adalah kapasitor dapat meledak jika polaritas pemasangannya terbalik dan melampaui batas kemampuan tegangan.

6. Kapasitor Tantalum

kapasitor tantalum

Sama halnya seperti ELCO, kapasitor tantalum juga memiliki polaritas arah Positif (+) dan Negatif (-) dan bahan isolatornya juga berasal dari elektrolit. Disebut dengan kapasitor tantalum karena bahan yang dipakai adalah logam Tantalum sebagai Terminal Anodanya (+). Kapasitor jenis ini dapat beroperasi atau bekerja pada suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan jenis kapasitor elektrolit dan juga memiliki kapasitansi (Capacitance) yang besar tetapi dapat dikemas dalam ukuran yang lebih kecil. Maka dari itu, kapasitor tantalum memiliki harga yang cukup mahal dibandingkan dengan kapasitor jenis lainnya.

Kapasitor Variable (Variable Capacitor)

Kapasitor Variable adalah jenis kapasitor yang kapasitasnya dapat diubah. Kapasitor ini dapat berubah kapasitasnya karena secara fisik memiliki poros yang dapat diputar dengan menggunakan obeng. Secara fisik, kapasitor ini terdiri dari 2 jenis :

1. VARCO (Variable Condensator)

Varco terbuat dari bahan logam dengan ukuran yang lebih besar dan umumnya digunakan untuk memilih Gelombang Frekuensi pada rangkaian radio (digabungkan dengan spul Antena dan Spul Osilator). Nilai kapasitansi Varco berkisan antara 100pF sampai 500pF.

2. Trimmer

Kapasitor jenis ini memiliki ukuran yang lebih kecil sehingga dibutuhkan obeng untuk memutar poros pengaturnya. Trimmer berfungsi untuk menepatkan pemilihan gelombang Frekuensi (Fine Tune). Nilai Kapasitansi Trimmer maksimal hanya sampai 100pF.

Rumus Kapasitor

Rumus kapasitor yang terdiri dari beberapa rumus, digunakan untuk menghitung besarnya muatan listrik yang dihasilkan oleh kapasitor dan muatan listrik yang masuk.

berikut ini contoh dari rumus kapasitor

Q=CV

Penjelasan
Q = Muatan yang satuannya Coulumb
C = Kapasitas yang satuannya farad
V = Tegangan yang satuannya Volt
(1 Coulumb = 6,3*1018 elektron)

Kapasitor dapat berfungsi sebagai baterai karena tegangan tetap berada di dalam kapasitor meskipun sudah tidak dihubungkan, lamanya tegangan yang tertinggal bergantung pada kapasitas dari kapasitor itu sendiri. Berikut beberapa contoh rumus lain dalam rangakaian kapasitor :

Rumus Kapasitor dengan Rangkaian Paralel

C Total = C1 + C2 + C3

Dari rumus diatas, dapat disimpulkan bahwa pada rangkaian paralel tidak terjadi pembagian untuk tegangan atau muatan listrik, semua tegangan akan memiliki jumlah yang sama pada setiap titik yang ada pada rangkaian paralel tersebut karena pada titik yang sama kapasitor paralel tersebut dihubungkan, sehingga tidak memiliki perubhan yang berarti.

Rumus Kapasitor dengan Rangkaian Seri

1/C Total = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

Dari rumus diatas bisa disimpulkan bahwa setiap pengukuran rangkaian seri ini terjadi pembagian tegangan dari sumber tegangan kepada setiap titik, yang pada akhirnya jika digabungkan dengan cara di jumlahkan tegangan-tegangannya dari setiap titik maka akan terlihat sama seperti jumlah tegangan dari sumber tegangan

Rumus Kapasitor dengan Rangkaian Seri dan Paralel

C Total = (C1+C2) // C3
1/CA = 1/C1 + 1/C2 (seri)

Dari rumus kapasitor diatas dapat disimpulkan bahwa rangkaian pada jenis ini dapat dihitung dengan cara mengkombinasikan dari beberapa persamaan yang terlihat dari kedua rumus kapasitor tersebut. Sehingga kita bisa mengetahui jumlah keseluruhan dari gabungan antara 2 jenis kapasitor ini.

Rangkaian Kapasitor

Terdapat dua rangkaian kapasitor yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel. Untuk cara perhitungannya hampir sama dengan rangkaian seri dan rangkaian paralel pada resistor. Berikut ini cara perhitungan pada rangkaian kapasitor.

Rangkaian Seri

Rangkaian seri pada kapasitor merupakan rangkaian kapasitor dengan menghubungkan kutub tidak sejenis antara kapasitor.

kapasitas pengganti pada rangkaian seri:

1Ctot=1C1+1C2+1C3
Qtot=Q1=Q2=Q3
Vtot=V1+V2+V3

Susunan rangkaian seri pada kapasitor yaitu kapasitor disusun dalam satu garis yang tidak bercabang. Jika sebuah kapasitor disusun secara seri maka dapat ditentukan kapasitor pengganti total dari seluruh kapasitor yang ada dalam rangkaian seri tersebut. Di dalam susunan rangkaian seri terdapat beberapa aturan yang berlaku:

  • Muatan pada setiap kapasitor adalah, yakni sama dengan jumlah muatan pada kapasitor pengganti.
    Qs=Q1=Q2=Q3=Q4
  • Beda potensial (V) pada ujung-ujung kapasitor pengganti sama dengan beda potensial yang ada pada masing-masing kapasitor.
    Vs=V1+V2+V3+V4
  • Kapasitas kapasitor pengganti dapat dicari dengan rumus
    Cs=1/C1+1/C2+1/C3+1/C4
  • Untuk n buah kapasitor yang kapasitasnya sama dapat menggunakan rumus
    Cs=C/n

yang harus di ingat adalah, karena kapasitas pengganti dari susunan rangkaian seri beberapa kapasitor selalu lebih kecil dari kapasitor masing-masing, maka kapasitor yang disusun secara seri bisa dimanfaatkan guna memperkecil kapasitas sebuah kapasitor.

Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel pada kapasitor merupakan rangkaian yang menghubungkan kutub sejenis antara kapasitor.

Kapasitas pengganti pada rangkaian paralel:

Ctot=C1+C2+C3
Qtot=Q1+Q2+Q3
Vtot=V1=V2=V3

  • Muatan kapasitor pengganti sama dengan jumlah masing-masing kapasitor
    Qp=Q1+Q2+Q3+Q4+dst...
  • Beda potensial masing-masing kapasitor bernilai sama semua dengan beda potensial sumber asal
    Vp=V1+V2+V3+V4
  • Kapasitas kapasitor pengganti pada rangkaian paralel sama dengan jumlah seluruh kapasitas kapasitor dalam rangkaian tersebut
    Cp=C1+C2+C3+C4

Karena kapasitas pengganti dari semua rangkaian paralel selalu lebih besar dari masing-masing kapasitor, jadi susunan secara paralel dapat digunakan untuk memperbesar kapasitas kapasitor.

Gabungan Rangkaian Seri dan Paralel

Rumus yang berlaku pada rangkaian gabungan ini sama dengan rumus yang berlaku pada kedua jenis rangkaian sebelumnya. Di sini kalian harus bisa mengidentifikasi dari suatu rangkaian gabungan, mana yang rangkaian seri dan mana yang rangkaian paralel.

Energi Kapasitor

Muatan listrik akan menimbulkan potensial listrik dan untuk memindahkannya diperlukan usaha. Untuk memberi muatan pada kapasitor diperlukan usaha listrik, dan usaha listrik ini akan disimpan di dalam kapasitor sebagai energi. Pemberian muatan dimulai dari nol sampai dengan Q Coulomb. Persamaan energi pada kapasitor dapat ditulis dengan :

W=12CV2=12QV=12Q2C

Keterangan :
W = energi kapasitor
Q = muatan listrik (C)
V = potensial listrik

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel