Senin, 19 Desember 2016

Apa itu kapasitor

Kapasitor adalah salah satu komponen pasif elektronika, bekerja menampung arus listrik. Memiliki bentuk tabung, bentuk lingkaran pipih atau persegi. Kapasitor ini memiliki dua kaki.



Dalam skematik, kapasitor menggunakan beberapa simbol yang umum digunakan  seperti standarisasi UK atau US yang tentunya mempengaruhi bentuk simbol kapasitor.  Simbol kapasitor umumnya berbentuk dua garis sejajar yang datar atau melengkung.



Pemasangan kapasitor dirangkaian
Kapasitor terpolarisasi  umumnya tipe elektrolit, terpolarisasi artinya kaki kapasitor tidak boleh terbalik pemasangannya karena adanya kutub positif dan negatif. Kutub negatif dari kapasitor biasanya ditandai garis strip warna hitam.





Setiap komponen kapasitor memiliki sistem penamaan umum seperti  C1, C2, dst. Kode ini menunjukkan nama kapasitor misal C1 25 uF, berarti kapasitor C1 memiliki kapasitas 25 uF.

Fungsi kapasitor
Fungsi kapasitor adalah menyimpan arus listrik, kapasitor bekerja layaknya sebuah baterai yang terisi penuh. Kapasitor adalah komponen kritis dalam rangkaian elektronika. Selain sebagai penyimpan arus listrik, kapasitor berfungsi juga sebagai filter sinyal frekuensi rendah.

Jika kapasitor mampu menyimpan arus listrik lalu apa bedanya dengan baterai? kelebihan dari kapasitor adalah awet lebih lama dari baterai. Kapasitor juga mampu diisi arus listrik lebih cepat daripada baterai, yang membuat kapasitor baik untuk aplikasi yang membutuhkan arus listrik singkat tapi berdaya besar seperti pada lampu blitz.



Baterai
Kapasitor
Kapasitas

Energi Density

Charge / Discharge

Masa hidup


Satuan kapasitas
Tidak semua kapasitor diproduksi sama. Setiap kapasitor dibuat dengan kemampuan menampung arus dan rating tegangan yang berbeda beda.

Kemampuan kapasitor menampung arus disebut kapasitansi, mangkin besar kapasitansi artinya mangkin banyak kemampuannya menyimpan muatan arus listrik. Satuan kapasitansi  disebut Farad atau disingkat F. 

Kapasitansi farad terlalu besar untuk kapasitor, bahkan untuk 0.001F (1 milifarad/1mF) juga masih cukup besar. Oleh karenanya kapasitor memiliki satuan berkisar pico (10 -12) atau microfarad (10 -6).







Pengisian dan Pengosongan
Ketika muatan positif dan negatif masuk ke kapasitor maka akan terjadi proses Charge dan kapasitor menjadi bermuatan listrik. Sebuah kapasitor dapat mempertahankan muatan sampai nanti muatan listrik dilepas kembali yang disebut discharge. 

Baterai dapat digunakan untuk mengisi arus listrik pada kapasitor. Dan Sebuah lampu LED yang dirangkai seri dengan kapasitor akan kita pakai untuk melihat apa yang terjadi pada muatan kapasitor. Saat kita melepas baterai dan melakukan koneksi kapasitor ke lampu LED maka lampu akan menyala beberapa saat. Hingga muatan arus listrik dari kapasitor tersedot habis dan lampu LED pun padam.



Pemilihan Kapasitor
Ketika memutuskan jenis kapasitor yang akan dipilih, ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan seperti volume fisik, tegangan kerja, toleransi dls. 

•    Ukuran atau volume fisik
Ukuran berpengaruh pada kapasitansi. Oleh karenanya kapasitansi besar biasanya membutuhkan sebuah ukuran kapasitor yang juga lebih besar, mungkin patut dipertimbangkan space dari pada pcb yang kita gunakan.





•    Tegangan kerja maksimum
Setiap kapasitor memiliki tegangan kerja maksimum. Untuk tegangan kerja DC umumnya berkisar 10V, 16V, 25V, 35V, 50V, 63V, 100V, 160V, 250V. Kelebihan tegangan maksimum akan mengakibatkan kerusakan pada kapasitor. Jadi gunakan tegangan kerja kapasitor yang lebih besar dari tegangan dirangkaian kita.




•    Kebocoran arus
Kapasitor tidak sempurna menyimpan arus listrik apa lagi dalam waktu yang lama. Pasti akan ada arus yang bocor melalui dielektrik, Kebocoran menyebabkan muatan listrik yang tersimpan dalam kapasitor habis dengan perlahan.

•    Equivalent series resistance (ESR)
Terminal dari kapasitor tidak 100% konduktif, kapasitor selalu memiliki resistensi biasanya kurang dari 0,01 ohm. Banyaknya jumlah kapasitor menjadikan banyak juga resistensi kapasitor sehingga menghasilkan panas.

•    Toleransi 
Kapasitor tidak memiliki kapasitansi yang akurat. Kapasitas dari kapasitor akan bervariasi dari ± 1% sampai ± 20% dan nilai



 Jenis Kapasitor
Banyak jenis kapasitor dipasaran, masing masing memiliki kelebihan untuk aplikasi tertentu dan kekurangan pada aplikasi yang lain. Seperti kapasitor variabel digunakan untuk sirkuit radio dan kapasitor elektrolit untuk sistem power supply.

•    Kapasitor keramik
Kapasitor jenis keramik paling sering digunakan dan banyak diproduksi. Nama keramik sendiri berasal dari bahan dielektrik’nya 

Kapasitor keramik biasanya memiliki kapasitansi kecil. Sulit untuk menemukan kapasitor keramik dengan kapasitas  lebih besar dari 10μF. 

Kapasitor keramik umumnya jenis mounting, Kapasitor ini biasanya terlihat seperti lampu kecil (biasanya kuning atau merah) dengan dua terminal yang menonjol. Tampak di tengah yang paling kecil 0.1μF 0603 adalah tipe mounting




Kapasitor 22pF di sebelah kiri, dan 0.1μF di sebelah kanan.
Kapasitor keramik sama populer dengan kapasitor elektrolit, kapasitor keramik lebih ideal (lebih rendah ESR dan kebocoran arus) walaupun memiliki keterbatasan kapasitor ini sangat cocok untuk aplikasi kopling dan frekuensi tinggi decoupling.

•    Aluminium dan Tantalum elektrolit
Jika Anda membutuhkan kapasitor dengan kapasitansi dikisaran 1μF-1mF, Kemungkinan besar jenis kapasitor elektrolit. 

Kapasitor ini terutama cocok untuk aplikasi tegangan tinggi karena tingkat tegangan maksimum yang juga relatif tinggi.
Aluminium kapasitor elektrolit, paling populer dari keluarga elektrolit, biasanya terlihat seperti kaleng kecil, dengan kedua terminal membentang dari bagian bawah.





Tampak kapasitor elektrolit, Perhatikan masing-masing memiliki beberapa metode untuk menandai katoda (strip strip, kaki negatif). 

Umumnya kapasitor elektrolit terpolarisasi, memiliki pin positif/anoda dan pin negatif/katoda. 

Katoda dari kapasitor elektrolit biasanya diidentifikasi dengan '-' atau strip berwarna dikoneksi ke pin negatif. Tanda lainnya kaki anoda biasanya sedikit lebih panjang. Hati hati dengan polarisasi kapasitor yang terbalik karena akan  mengakibatkan kerusakan bahkan meledak.

•    Supercapacitors
Jika Anda sedang mencari kapasitor yang dibuat untuk menyimpan energi. Maka dia adalah  supercapacitor. Kapasitor ini secara unik dirancang untuk memiliki kapasitansi yang sangat tinggi, di kisaran farads. 






1F adalah Kapasitansi tinggi, dengan tegangan 2.5V. Kapasitor ini juga terpolarisasi. Walapun memiliki kapasitas besar namun tidak bisa bekerja dengan tegangan yang sangat tinggi. hanya maksimal pada 2.5V. Lebih dari itu akan merusak kapasitor. Untuk tegangan yang lebih  tinggi Super kapasitor biasanya dirangkai seri, namun kapasitansi akan berkurang


•    Kapasitor variabel
Kapasitor variabel adalah kapasitor yang  menghasilkan berbagai ukuran kapasitansi hanya dengan memutar knob. Ini biasa diapakai pada radio transistor.






Mengukur Kapasitor
Mengukur Kapasitor adalah untuk memastikan apakah kondisi kapasitor masih berfungsi dengan baik atau rusak, pemeriksaan bisa menggunakan AVO meter dengan dua probenya ditempelkan pada masing masing kaki kapasitor

Berikut cara menguji & memeriksa kapasitor dengan Multimeter Digital
1. Pastikan muatan kapasitor dibuang (dengan di short sebentar saja kedua kakinya)
2. Atur multi meter di Ohm (Set di 1000 Ohm = 1k).
3. Hubungkan probe multimeter ke terminal kapasitor.
4. Meter digital akan menampilkan beberapa nilai.
Dan kemudian segera akan kembali ke OL (Open Line). Setiap upaya Langkah 2 akan menunjukkan hasil yang sama seperti pada langkah 4. Langkah Ini berarti bahwa kapasitor dalam Kondisi Baik.
5.  Jika tidak ada perubahan, maka kapasitor rusak.





   

Kapasitor dalam rangkaian Seri dan paralel
Dalam sebuah rangkaian elektronika satu atau beberapa kapasitor di desain untuk melakukan fungsi tertentu dengan cara di seri, paralel atau kombinasi seri paralel yang tentunya akan berpengaruh pada kapasitansi

•    Kapasitor Paralel
Ketika kapasitor dirangkai secara paralel, kapasitansi totalnya adalah seluruh kapasitor yang diparalel. Perhitungan nya kebalikan dari resistor. 

 

•    Kapasitor di Seri
Kapasitansi total dari total kapasitor yang di seri adalah kebalikan dari jumlah semua kapasitansinya

 


Jika Anda hanya memiliki dua kapasitor secara seri, Anda dapat menggunakan metode "produk-over-sum" untuk menghitung total kapasitansi: 




Persamaan lainnya jika anda merangkai kapasitor secara seri dengan kapasitas yang sama, maka nilai total kapasitasnya adalah setengah dari kapasitasnya. Misalnya dua superkapasitor dengan kapasitansi 10F dirangkai seri akan menghasilkan kapasitansi total 5F (dan apabila rating tegangan masing masing kapasitor 2.5 volt akan menjadi total rating tegangan 5 volt), rating tegangan naik tapi kapasitansi menurun.

Aplikasi kapasitor di rangkaian elektronik
Pada sesi ini kita akan ulas beberapa aplikasi rangkaian elektronika seperti rangkaian decoupling, filter power supply  dan filter sinyal.

•   Kapasitor Decoupling (Bypass)
Banyak kapasitor dirangkai untuk bekerja sebagai decoupling. Decoupling adalah kapasitor yang bekerja untuk menekan kebisingan frekuensi tinggi di sinyal listrik.

Kapasitor akan mengambil riak tegangan kecil yang berbahaya bagi IC, decoupling kapasitor bertindak sebagai power supply lokal untuk IC, decoupling bekerja hampir seperti UPS pada komputer. Jika catu daya mati kapasitor bekerja sebagai power bypass untuk sementara (beberapa second).

Decoupling kapasitor menghubungkan antara sumber daya (misal 5V) dan ground.  Decoupling dipasang dengan nilai kapasitas berbeda beda menyesuaikan dengan frekuensi kerja rangkaian.



Dalam skema ini, ada tiga kapasitor decoupling yang digunakan untuk membantu mengurangi kebisingan power supply accelerometer.Terdiri dari dua Kapasitor keramik 0.1μF dan satu tantalum elektrolit 10μ yang bekerja terpisah.

Jika dilihat dari skema tampak kapasitor short ke tanah, tapi jangan kawatir kapasitor hanya akan melewatkan sinyal frekuensi tinggi saja ke tanah. Untuk praktiknya tempatkan kapasitor decoupling sedekat mungkin ke IC karena jarak terlalu jauh membuat kerja kapasitor kurang efektif 



Berikut tata letak sirkuit dari skema di atas. Tampak IC dikelilingi oleh dua kapasitor 0.1μF (kapasitor coklat) dan satu 10μF elektrolit tantalum kapasitor (yang tinggi, hitam / abu-abu kapasitor persegi panjang).
Untuk praktek tambahkan setidaknya satu decoupling kapasitor untuk setiap IC. Biasanya 0.1μF sudah cukup, atau bahkan menambahkan beberapa 1μF atau 10μF kapasitor, Karena kapasitor ini membantu memastikan chip tidak mengalami power dips atau lonjakan tegangan.

•    Filter Power Supply
Rectifier dioda dapat digunakan untuk mengubah tegangan AC yang keluar dari trafo step down ke tegangan DC. Tapi dioda saja tidak dapat mengubah bentuk sinyal DC trafo yang bergunung gunung.




Dengan menambahkan sebuah kapasitor yang disusun paralel dengan penyearah jembatan, bentuk sinyal akan diperbaiki hampir mirip garis lurus (sinyal DC)




Cara kerjanya adalah kapasitor akan mengisi saat tegangan sinyal naik, dan akan supply kembali saat tegangan sinyal turun. Kejadian ini terus berulang di kapasitor sehingga sinyal DC yang keluar tampak lebih halus, hampir menyerupai sinyal DC yang asli.


Sebuah rangkaian listrik AC to DC. Filter kapasitor (C1) sangat penting dalam meratakan sinyal DC yang akan dikirim ke beban.
Jika Anda membongkar adaptor AC to DC, Anda pasti menemukan setidaknya satu kapasitor elektrolit agak besar.




•    Filter Sinyal
Kapasitor memiliki respon yang unik untuk berbagai variasi sinyal frekuensi. kapasitor dapat memblokir frekuensi rendah atau DC tapi melewatkan sinyal dengan frekuensi tinggi.

Filter sinyal berguna dalam rangkaian pemrosesan sinyal. Seperti penerima radio mungkin menggunakan kapasitor untuk menghilangkan frekuensi yang tidak diinginkan.

Contoh lain dari penyaringan sinyal adalah sirkuit passive crossover dalam speaker, yang memisahkan sinyal audio tunggal menjadi banyak sinyal. 

Sebuah kapasitor yang dirangkai seri akan memblokir frekuensi rendah, hanya bagian frekuensi tinggi yang akan dilewatkan ke speaker tweter. Namun frekuensi rendah akan di oper ke rangkaian subwoofer dengan cara frekuensi tinggi sebagian besar didorong ke tanah dengan rangkaian kapasitor paralel. 



Contoh diatas adalah sebuah sirkuit audio crossover sederhana. Kapasitor akan memblokir frekuensi rendah, sedangkan blok induktor keluar frekuensi tinggi. Masing-masing dapat digunakan untuk memberikan sinyal yang tepat untuk driver audio yang disetel. Demikian artikel kapasitor semoga bermanfaat

0 Please Share a Your Opinion.: