KAPASITOR

DEFINISI

Kapasitor? Klassik : alat/komponen untuk menyimpan muatan

Modern : komponen untuk menghaluskan arus

JENIS2 KAPASITOR

Electrolytic Capacitor Elektroda terbuat dari alumunium yang menggunakan membran oksidasi yang tipis. Karakteristik utama adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.

JENIS2 KAPASITOR Tantalum Capacitor electrolytic capacitor yang elektrodanya terbuat dari material tantalum. memiliki polaritas, cara membedakannya dengan mencari tanda + yang ada pada tubuh kapasitor,

JENIS2 KAPASITOR Ceramic Capacitor

menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground.

JENIS2 KAPASITOR Multilayer Ceramic Capacitor dielektriknya disusun dengan banyak lapisan atau biasanya disebut dengan layer dengan ketebalan 10 s/d 20 µm dan pelat elektrodanya dibuat dari logam yang murni. .

JENIS2 KAPASITOR

Polyester Film Capacitor Dielektrik terbuat dari polyester film. Mempunyai karakteristik suhu yang lebih bagus dari semua jenis kapasitor di atas. Dapat digunakan untuk frekuensi tinggi.mempunyai toleransi sebesar ±5% sampai ±10%

JENIS2 KAPASITOR

Polypropylene Capacitor Memiliki nilai toleransi yang lebih tinggi dari polyester film capacitor. Pada umumnya nilai kapasitansi tidak akan berubah apabila dirancang disuatu sistem dimana frekuensi yang melaluinya lebih kecil atau sama dengan 100KHz.

JENIS2 KAPASITOR Kapasitor Mika menggunakan mika sebagai bahan dielektriknya. mempunyai tingkat kestabilan yang bagus, karena temperatur koefisiennya rendah.

JENIS2 KAPASITOR Polystyrene Film Capacitor Dielektrik menggunakan polystyrene film . mempunyai 2 warna untuk elektrodanya, yaitu: merah dan abu – abu. Untuk yang merah elektrodanya terbuat dari tembaga sedangkan warna abu – abu terbuat dari kertas alumunium.

JENIS2 KAPASITOR

Electric Double Capacitor (Super Capacitor) Bahan dielektriknya sama dengan kapasitor elektrolit. Tetapi ukuran kapasitornya lebih besar Biasanya mempunyai satuan F. Biasanya digunakan untuk rangkaian power supply.

JENIS2 KAPASITOR

Trimmer Capacitor menggunakan keramik atau plastik sebagai bahan dielektriknya. Nilai dari kapasitor dapat diubah – ubah dengan cara memutar sekrup yang berada diatasnya.

JENIS2 KAPASITOR Tuning Capacitor Jenis dielektriknya menggunakan udara. Nilai kapasitansinya dapat dirubah dengan cara memutar gagang yang terdapat pada badan kapasitor kekanan atau kekiri.

Kapasitor yang ukuran fisiknya kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka, satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000, 5 = 100.000 dan seterusnya. Contoh :

KODE WARNA KAPASITOR

Tabel warna Untuk kapasitor polyester

PRINSIP KERJA

PRINSIP KERJASecara umum Kapasitor terdiri atas dua keping konduktor yang saling sejajar dan terpisah oleh suatu bahan dielektrik ( dari bahan isolator) atau ruang hampa.

Bahan dielektrik

Antara dua keping dihubungkan dengan beda potensial V dan menimbulkan muatan listrik sama besar pada masing-masing keping tetapi berlawanan tanda.

Luas =A

SIFAT KAPASITOR

Sifat Kapasitor

1. Dapat menyimpan energi listrik, tanpa disertai reaksi kimia

2. Tidak dapat dilalui arus listrik DC dan mudah dilalui arus bolak-balik

3. Bila kedua keping dihubungkan dengan beda potensial, masing-masing bermuatan listrik sama besar tapi berlawanan tanda.

Simbol Kapasitor

+V

+Q -Q

SIFAT KAPASITOR Kapasitas kapasitor (C)

menunjukkan besar muatan listrik pada masing-masing keping bila kedua keping mengalami beda potensial 1 volt

+V

+Q -Q

V

V

QC Q = nilai muatan listrik pada masing-

masing kepingV = beda potensial listrik antar keping ( volt)C = kapasitas kapasitor (Farad = F )

KAPASITAS KAPASITORRuang hampa atau udara

Luas =A

V

QC

d

xAεC o

C = kapasitas kapasitor (Farad= F)

d = Jarak antar keping (meter)

A = luas salah satu permukaan yang saling berhadapan (meter 2 )

o = permitivitas udara atau ruang hampa

( 8.854 187 82 · 10-12 C/vm )

dAεQ

Q

Exd

QC

o

x

KAPASITAS KAPASITOR

Bahan dielektrik

Luas =A

d

εxAC

= permitivitas bahan dielektrik ( C/vm )

K.εε o

Kapasitas kapasitor yang terdiri atas bahan dielektrik

K = tetapan dielektrik (untuk udara atau ruang hampa K = 1 )

RANGKAIAN KAPASITOR Rangkaian seri

+V

+Q1 -Q1 +Q2 -Q2

1. Kapasitas gabungan kapasitor (Cg ), kapasitas kapasitor pertama (C1), kapasitor kedua (C2) memenuhi :

2. Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian = muatan listrik pada masing-masing kapasitor. Q = Q1 + Q2 dan Q1 = Q2

3. Tegangan listrik antar ujung rangkaian(V), tegangan pada kapasitor pertama(V1 ) dan kapasitor kedua(V2 ) memenuhi:V = V1 + V2

21g C

1

C

1

C

1

RANGKAIAN KAPASITOR Rangkaian seri

+V = 6 volt

+Q -Q +Q -Q

C1 = 2 F C2 = 3 F

Contoh1. Kapasitas gabungan kapasitor :

Cg = 6/5 = 1,2 F2. Muatan listrik pada rangkaian = 1,2 F x 6V = 7,2 C Pada kapasitor satu = 7,2 C Pada kasitor kedua = 7,2 C3. Tegangan liatrik pada kapasitor satu = 3,6 V Pada kapasitor dua = 2,4 V

6

23

3

1

2

1

C

1

g

RANGKAIAN KAPASITOR Rangkaian paralel

+V

+Q1 -Q1

+Q2 -Q2

1. Tegangan pada kapasitor pertama (V1), kapasitor kedua (V2) dan tegangan sumber (V) masing-masing sama besar. V1 = V2 = V

2. Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian memenuhi Q = Q1 + Q2

3. Kapasitas gabungan kapasitor mmenuhi : Cg = C1 + C2

RANGKAIAN KAPASITOR Rangkaian paralel

+

+Q1 -Q1

+Q2 -Q2

1. Tegangan pada kapasitor pertama (V1) dan kapasitor kedua (V2) adalah V1 = V2 = 6 volt

2. Kapasitas gabungan kapasitor adalah Cg = C1 + C2 = 2F + 3F = 5F

3. Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian memenuhi Q = Cg xV = 5F x 6V = 30CQ1 = C1 x V = 2Fx6V = 12C

Q2 = C2 x V = 3Fx6V = 18C

Contoh

C1 = 2 F

C2 = 3 F

V = 6 volt

ENERGI LISTRIK YANG TERSIMPAN PADA KAPASITOR Grafik hubungan tegangan (V) dengan muatan listrik yang

tersimpan pada kapasitor (Q)

V(volt)

Q(Coulomb)

Q

V

Nilai energi listrik yang tersimpan pada kapasitor yang bermuatan listrik Q = luas daerah Dibawah garis grafik Q-V (yang diarsir ).

QV2

1W

ENERGI LISTRIK YANG TERSIMPAN PADA KAPASITOR

(CV)V2

1W

+V

Sebuah kapasitor yang memiliki kapasitas C dihubungkan dengan tegangan V.

CKarena Q = C.V, maka

2CV2

1W

W = Energi listrik yang tersimpan pada kapasitor ( Joule )

Keterangan : Q = muatan listrik kapasitor ( Coulomb)

C = Kapasitas kapasitor ( farad)

V = tegangan listrik antar keping kapasitor ( Volt)

Contoh 1 :Tiga buah kapasitor masing-masing kapasitasnya 3 farad, 6 farad den 9 farad dihubungkan secara seri, kemudian gabungan tersebut dihubungkan dengan tegangan 220 V. Hitunglah tegangan antara ujung-ujung kapasitor 3 farad !

Jawab :Kapasitas gabungan ketiga kapasitor: 1/Cg = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

= 18/11 F

Muatan gabungan yang tersimpan pada ketiga kapasitor Qg = Cg V = 18/11 . 220 = 360 coulombSifat kapasitor seri : Qg = Q1 = Q2 = Q3, jadi tegangan pada kapasitor 3 F adalah V = Q1/C1 = Qg/C1 = 360/3 = 120 volt

Contoh Soal 2

Tiga buah kapasitor C1 = 3 F, C2 = 1 F dan C3 = 2 F dirangkai seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Rangkaian ini dihubungkan dengan sumber tegangan 2 volt. Hitunglah :

a). Kapasitansi ekivalen rangkaian tersebut.

b). Besarnya muatan yang tersimpan pada C3.

F5,133

)3)(3(

CC

CCCC

:seriC&C

F3)21(CCC

:paralelC&C

F2CF1CF3C

231

231123eq

231

3223

32

321

Jawab :

a)

C3)2)(5,1(

VCQQQ:Seri

F5,1C

123123231123

123

C2)1)(2(VCQ

V13

3

C

QV

VVV:Paralel

333

23

2323

3223

Jawab :

b)

F2CF1CF3C 321

THANK YOU