FISIKA KAPASITOR
Click here to load reader
-
Upload
dudi-aprillianto -
Category
Documents
-
view
1.106 -
download
2
description
Transcript of FISIKA KAPASITOR
FISIKAKAPASITOR
Fauzan (102.0911.007) Diah Suprihatin (102.0911.013) Fitriandi Dudi Aprillianto (102.0911.016) Faisal Alfarasyi (102.0911.017) Teguh Garmadhani (102.0911.027)
Penyusun :
SEMESTER 1 (SATU)TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS BANGKA BELITUNG2009
Apa itu KAPASITORKapasitor adalah salah satu dari komponen elektronika pasif yang sa-
ngat sering digunakan dalam rangkaian elektronika. Kapasitor terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh insulator. Kapasitor (Kondensator) yang da-lam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf “C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik secara se-mentara, dengan cara mengumpulkan ketidak seimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor awalnya adalah perkembangan dari guci Leyden yang dite-mukan oleh Pieter van Musschenbroek di Leyden, Belanda pada tahun 1745. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor di-sebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepi-ngan (konduktor) yang ada pada kapasitor.
Fungsi KAPASITOR
Fungsi kapasitor adalah menahan atau menyimpan arus searah (DC), melewatkan arus bolak-balik (AC), menahan frekuensi rendah, dan melewatkan frekuensi tinggi.
Dalam prakteknya kapasitor digunakan sebagai berikut. Membangkitkan getaran dengan frekuensi tertentu. Misalnya, pada spul antena dengan variabel kondensator. Menyaring/menyimpan arus searah dan melewatkan arus bolak-balik. Misalnya, pada adaptor. Mengkopel/menghubungkan rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lainnya. Misalnya, pada radio bagian RF dan bagian AF Menyimpan arus sejenak. Misalnya pada rangkaian sirene. Sebagai filter dalam catu daya (power supply) Mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan, bila tiba-tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan.
Bagaimana prinsip kerjanya KAPASITOR
Secara prinsip sebuah kapasitor terdiri atas dua keping konduktor yang ruang di antaranya diisi oleh dielektik (penyekat), misalnya udara atau kertas. Kedua konduktor diberi muatan sama besar tapi jenisnya berlawanan (yang satu bermuatan positif, lainnya bermuatan negatif). Bila kapasitor dihubungkan ke batere kapasitor terisi hingga beda potensial antara kedua terminalnya sama dengan tegangan batere. Jika batere dicabut, muatan-muatan listrik akan habis dalam waktu yang sangat lama, terkecuali bila sebuah konduktor dihubungkan pada kedua terminal kapasitor. Percobaan!
Diagram sebuah kapasitor
Penghubung timbel
Keping logam
Keping logam
Dielektrik
Prinsip kapasitor elco
Kapasitansi KAPASITOR
Kemampuan suatu kapasitor dalam menyimpan energi listrik disebut dengan kapasitansi, dan satuan dari kapasitansi adalah “Farad” yang diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791-1867). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan (konduktor) yang ada pada kapasitor.
Perbandingan antara muatan yang disimpan pada tiap keping ter-hadap beda potensial yang diciptakan antar keping disebut kapasitas (ka-pasitansi), diberi lambang C. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut. dari persamaan disamping didapatkan hubungan satuan kapasitas sebagai berikut.
C = vq
1farad(F) = Volt(v)1 coulomb (c)
Kapasitansi KAPASITOR
Satuan kapasitorSatuan yang biasa digunakan kapasitor adalah1 farad (F) = 1.000.000 μF (mikrofarad)1 μF = 1.000.000 pF (pikofarad)
= 1.000 nF (nanofarad)
Dilihat dari kapasitansinya, kapasitor dapat dibagikan menjadi dua kelompok, yaitu : Kapasitor tetap, yaitu kapasitor yang memiliki nilai kapasitas yang tetap (tidak da- pat diubah), bisa dikatakan nilai kapasitas yang dapat di tampung kapasitor sudah ditentukan pabrik. Kapasitor tidak tetap (kapasitor variabel), yaitu kapasitor yang nilai kapasitasnya da- pat diubah-ubah atau diatur sesuai dengan kebutuhan.
Macam – Macam KAPASITOR1. Kapasitor Tetap Kapasitor tetap ada dua macam, yaitu sebagai berikut. a. Kapasitor nonpolar/milar adalah kapasitor yang tidak mempunyai
kutub positif maupun kutup negatif sehingga dalam penyolderan a-tau pemasangan kaki-kakinya boleh terbalik.contoh:1) Kapasitor Keramik2) Kapasitor Mika
b. Kapasitor bipolar adalah kapasitor yang mempunyai kutub positif dan kutup negatif sehingga dalam penyolderan atau pemasangan ka-ki-kakinya tidak boleh terbalik.contoh:
3) Kapasitor Kertas4) Kapasitor Film
1) Kapasitor Elektrolit 2) Kapasitor solid tantalumSimbolnya
Kapasitor Nonpolar
+ _
Kapasitor Bipolar
Macam – Macam KAPASITOR2. Kapasitor Tidak Tetap (variabel) Kapasitor tidak tetap (variabel) ada dua macam, yaitu sebagai berikut. a. Kondensator variabel (varco), terbuat dari aluminium atau plastik
dengan kapasitas antara 0-500 pF.contoh:
1) Varco
b. Trimmer kapasitor atau trimmer kondensator, pada dasarnya sama dengan varco, tetapi bentuknya kecil dan kapasitasnya antara 0-50 pF.contoh:
2) Kondensator plastik
1) Kondensator variabel 2) Kondensator Trimer
Simbolnya
Kondensator variabel Kondensator trimer
Macam – Macam KAPASITOR1) Kapasitor Keramik, memiliki bentuk bulat tipis, ada yang peersegi
empat berwarna merah, hijau, coklat dan lainnya. Mempunyai kapa-sitas mulai dari 0,5pF hingga 470nF pada permitivitas rendah, se-dangkan yang tinggi sebesar 100pF-0,47μF. Dengan tegangan ker-ja maksimal 12V-6,3KV pada permitivitas rendah, sedangkan yang tinggi adalah 50-500V dan memiliki tahanan bocor 10 Ω pada per-mitivitas rendah, sedangkan yang tinggi sebesar sebesar 10 Ω.
2) Kapasitor Mika, pada dasarnya sama saja dengan kondensator kera-mik, bentuknya persegi empat seperti permen. Dielektriknya terbu-at dari lembaran mika, keping penghantar dapat dibuat dari lempe-ngan aluminium, tembaga, atau timah, keping penghantar ini juga dapat dibuat dengan proses metalisasi pada lembaran pada lembaran mika dan pelindungnya atau pembungkusnya dibuat dari lapisan epoxy, keramik, atau kaca. Mempunyai ka-pasitas mulai dari 470pF-68nF. Dengan tegangan kerja mak-simal 100V-1000V dan memiliki tahanan bocor 10 Ω.11
11
9
Macam – Macam KAPASITOR3) Kapasitor Kertas, dielektriknya terbuat dari kertas. Untuk jenis lo-
gam elektrodenya dibuat dari aluminium, sedangkan untuk jenis non-logam elektrodenya dibuat melalui proses metalisasi, yaitu de-ngan memadatkan logam aluminium (di ruang hampa udara) pada seluruh permukaan kertas. Mempunyai kapasitas mulai dari 1nF-1μF. Dengan tegangan kerja maksimal 100V-10.000V. Dan memi-liki tahanan bocor 10 Ω -10 Ω.
4) Kapasitor Plastik, dielektriknya terbuat dari plastik. Mempunyai ka-pasitas mulai dari 20pF-10μF. Dengan tegangan kerja maksimal 50V-630V. Dan memiliki tahanan bocor 10 Ω.
5) Kapasitor elektrolit, Mempunyai kapasitas mulai dari 0,1μF-0,1F. Dengan tegangan kerja maksimal 2,5V-550V.
6) Kapasitor solid tantalum, menggunakan oksida tantalum sebagai bahan dielektriknya. Mempunyai kapasitas mulai dari 0,22μF-4700μF. Dengan tegangan kerja maksimal 6V-150V.
11
119
Karakteristik KAPASITOR
1. Rangkaian ekivalen dari kapasitor terdiri dari dari induktor seri, satu tahanan seri ( yang eki-valen dengan kerugian dielektrik), dan satu kapasitor yang dihubungkan dengan paralel de-ngan tahanan bocor (R ).
bila, untuk sementara, tahanan bocor diabaikan, maka rangkaian di atas menjadi rangkaian re-sonansi seri yang mempunyai impedansi sebesar:
Dari persamaan di atas dapat diketahui bahwa bila frekuensi kerja berada di bawah frekuensi resonansi, maka impedansinya akan bersifat kapasitif. Akan tetapi bila di atas, impedansinya akan bersifat induktif karena reaktansi dari induktor mendominasi lebih dahulu, sehingga ka-pasitor kehilangan efektifitasnya. Sehingga nilai induktansi harus dibuat sekecil mungkin agar dapat menaikkan frekuensi kerja dari kapasitor tersebut.
P
LsRs
Rp
C
22 )( CLs XXRZ
LX L C
X C 1
Karakteristik KAPASITOR
2. Faktor kerugian (loss-factor) merupakan salah satu faktor yang sangat penting untuk diketa-hui dalam menentukan besarnya harga kapasitor yang akan digunakan dalam rangkaian elek-tronika. Rangkaian ekivalen dari kapasitor yang ideal.
Yaitu terdiri dari sebuah kapasitor yang dihubungkan seri dengan sebuah resistor R . Dalam hal ini, R dinyatakan sebagai kerugian dielektrik, sedangkan efek dari induktansi seri
dapat diabaikan khususnya untuk frekuensi di bawah frekuensi resonansi. Dalam kenyataan-nya, haraga R sangat kecil, sehingga harga δ juga kecil sekali. Faktor kerugian didefinisikan sebagai tan δ, dimana:
Dengan demikian diagram vektor tegangan dapat digambarkan seperti berikut.
P
CRI
C
IR
V
V s
C
R
1
tan
SR
CVRV
C
:S
I
S
S
S
I
V
RV
CV
δ CRSBila faktor kerugiannya kecil sekali, maka:
Dalam hal ini, semakin rendah harga tan δ, berarti semakin baik kualitas dari ka-pasitor tersebut.
Karakteristik KAPASITOR
3. Tahanan bocor adalah tahanan yang dihubungkan paralel dengan kapasitor . Didalam kapasi-tor elektrolit, pada umumnya, terdapat tahanan bocor yang sangat besar, yaitu lebih besar dari 10 Ω. Karena itu, arus bocor yang terdapat dalam kapasitor elektrolit bisa mencapai beberapa mili ampere. Tahanan bocor atau arus bocor ini sangat tergantung pada temperatur dan tegangan dinaikkan, nilai resistansi dari tahanan bocor tersebut akan berkurang. Berikut rangkaiannya.
4. Tegangan Nominal adalah tegangan maksimum yang dapat digunakan secara nominal dari ka-pasitor yang telah ditentukan oleh pabrik pembuatnya, baik untuk tegangan AC, maupun tega-ngan DC.
5. Toleransi adalah besarnya perubahan nilai kapasitansi suatu kapasitor yang diijinkan dan dijamin oleh pabrik pembuatnya. Besarnya toleransi dari kapasitor tergantung pada jenis bahan dielektrik yang digunakannya.
10
C
VR
Cara Membaca KAPASITOR
1. Nilai kapasitor keramik dengan kode angka untuk menghitung kapa-sitor keramik ini digunakan satuan pF(pikofarad). Dua angka perta-ma merupakan bilangan dasar dari nilai kapasitor, seperti 10, 12, 15, 22, 27, 33, 39, 47 dan 68. Angka ketiga menunjukkan banyaknya 0 (nol) di belakangnya.Tegangan rata-rata kapasitor nonpolar biasa-nya 50 volt.contoh:Pada badan tertulis =Jadi Kapasitasnya =
=
Pada badan tertulis =Jadi Kapasitasnya =
=
203
224
203203
224224
Cara Membaca KAPASITOR
2. Membaca nilai kapasitor yang menggunakan kode warna
Warna AngkaKe-1
AngkaKe-2
Faktor perkalian
Toleransi
Tegangan kerja
Kapasitor Keramik
Kurang dari 10pF
Lebih dari 10pF
HitamCokelatMerahKuningHijauBiru
UnguAbu-abu
PutihEmasPerak
-12456789--
013456789--
-10101010--
1010--
2pF0,1pF
--
0,5pF--
0,25pF0,1pF
--
+ 20%+ 1%+ 2,5%
-+ 5%
---
+ 10%--
-100300400500600
7010800900
10002000
1
3
4
5
-2
-4
Cara Membaca KAPASITOR
Nilai sebenarnya, C = 24 x 10 = 24.000pFToleransi 5% = x 24.000 = 1.200pFMaka “C” berkapasitas antara = 24.000 + 1.200pFatauKapasitas maksimum = 24.000 + 1.200 pF
= 25.200pFKapasitas maksimum = 24.000 - 1.200 pF
= 22.800pFTegangan maksimum adalah 900 volt
Merah = 2Kuning = 4Merah = 10Hijau = 5%Putih = 900 volt
3
5100
Pengukuran KAPASITOR
+ -- +
Pengukuran dalam kapasitor adalah untuk mengetahui baik tidaknya kapasitor.Cara pengukuran /pengetesannya sebagai berikut.1. Gunakan multimeter dan putar sakelar pemilih pada posisi ohm (Ω) x 10. kemudian, dinolkan
dengan cara menghubungkan penjolok positif dan negatif2. Hubungkan penjolok warna merah pada kaki (+) kapasitor dan penjolok warna hitam pada
kaki (-) kapasitor.3. Jika jarum penunjuk skala tidak bergerak berarti kapasitor rusak.4. Jika jarum penunjuk skala bergerak ke kanan, tetapi tidak kembali lagi ke kiri berarti kapasi-
tor rusak.5. Jika jarum penunjuk skala bergerak ke kanan lalu kembali lagi ke kiri menuju ke nol. Begitu
pula bila penjolok di balik, kabel warna merah ke (-) dan hitam Ke (+), dan jarum bergerak dari dan kembali ke nol berarti kapasitor dalam keadaan baik atau masih beerfungsi.
Daftar Pustaka Prihono, dkk. 2009. Jago Elektronika secara Otodidak. Surabaya: Kawan Pustaka. Syam, Hardi. 1985. Listrik Elektronika Rumah Tangga. Bandung: Bina Aksara. Gonick, Larry dan Athur Huffman (Penerjemah: Christina M. Udiani). 2001. Kartun Fisika. Jakarta: Gramedia. Kanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga Young, Hugh D. dan Roger A. Freedman. 2001. Fisika Universitas/Edisi Kesepuluh/Jilid 2. Jakarta: Erlangga. Politeknik Elektronika Surabaya. 1994. Komponen Listrik. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh November. Elektro SLTP-1. Elektronika Dasar. http://www.crystalradio.net/beginners3/cap.shtml http://kuliah.inf.uajy.ac.id/file.php/81/Kapasitor_FISEL_.ppt http://free.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Fisika/0304%20Fis-2-2g.htm http://cnt121.com/2007/11/03/kapasitor-2/ http://www.total.or.id/info.php?kk=Kapasitor http://www.elektroindonesia.com/elektro/ener30a.html http://www.e-dukasi.net/mapok/mp_full.php?id=275 http://id.wikipedia.org/wiki/Kondensator http://electroniclab.com/index.php?option=com_content&view=article&id=9:kapasitor- &catid=6:elkadasar&Itemid=7
Kapasitor Elektrolit Kapasitor Tantalum
Kapasitor Poliprolyene Kapasitor Kertas
Kapasitor Polister Film
Kapasitor Mika
Kapasitor Keramik Kapasitor Epoxy Kapasitor Variabel
Lampiran
Kembali!