KAPASITOR PELEPAS MUATAN DAN KAPASITOR PULSA 3

KAPASITOR (KONDENSATOR) Kapasitor terdiri dari dua buah bahan pengantar yang dipisahkan oleh sebuah bahan isolasi yang disebut dielektrikum, kapasitas kondensator merupakan sebuah ukuran dari banyaknya muatan listrik yang dapat disimpan kapasitor tersebut per satuan selisih potensial. Faktor-faktor yang menetukan kapasitor adalah

C =  dengan

A = luas permukaan penghantar

C = jarak antara penghantar

e  = konstanta permesivitas

Kapasitas dari kapasitor tidak tergantung pada potensial yang dipasang.

Penyimpanan energi (ENERGI STORAGE) : kerja yang diperlukan untuk mengisi sebuah kapaitor sampai suatu tegangan yang diberikan.

Kerja =  = C x V²/2.

Dengan Q adalah muatan dalam Coulomb, V tegangan dalam volt dan kapasitas dalam Farad. Energi ini disimpan sebagai energi potensial dan jika sebuah resistor dilambangkan dengan kapasitor tersebut, maka daya yang diperoleh dari kapasitor tersebut adalah

P = I² x R = C x V² / 2t = C x V² x f / 2

dengan P dalam watt, f adalah frekuensi dalam Hz, I arus dalam Ampere dan R tahanan dalam ohm.

Pembagian Kapasitor dalam Penggunaannya :

·                Pembagi arus dan tegangan (voltage divider) yang tergantung dari frekuensi.

·                Pemisah antara tegangan-tegangan searah (dc) dan bolak-balik (ac) yang disebut blocking capacitor.

·                Mengumpulkan energi listrik, misalnya sebagai kapasitor buffer (penyangga) dalam sebuah alat sumber tegangan searah (PSA).

·                Filter dalam sumber daya arus dc yang berfungsi memperkecil kerutan-kerutan pulsa (ripple).

·                Menggeser sudut fase dalam tegangan-tegangan atau arus bolak-balik, misalnya sebagai rangkaian diferensiator juga dalam osilator RC.

·                Membuat keseimbangan pada beban induktif, misalnya perbaikan cos x pada rangkaian lampu TL.

·                Menyimpan muatan listrik (Q = C.V).

·                Menahan arus searah dan melewatkan arus bolak-balik

·                Sebagai kopel (penghubung) pada rangkaian listrik.

·                Sebagai penentu frekuensi.

Sifat-sifat kapasitor tergantung sekali pada bahan dielektrikum yang dipakai, maka pembagian kapasitor dapat dibagi atas :

·           Kapasitor Elektrolit, mempunyai kapasitas sebesar 1 mF atau lebih dan mempunyai  polaritas kutub positif (+) dan kutub negatif (-).

·           Kapasitor non-Elektrolit, mempunyai kapasitas kurang dari 1 mF dan tidak   mempunyai polaritas umumnya terbuat dari bahan dielektrika keramik, mika, kertas, atau lapisan plastik tipis dan polyester.

·           Kapasitor udara, umunya disebut varco (variabel condensator) dan trimmer.

·           Kapasitor setengah penghantar.

Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi perencanaan yang perlu diketahui dalam mempergunakan kapasitor :

A.        SIFAT KELISTRIKANNYA :

*       Rangkaian sumber tegangan listrik yang digunakan

*       Satuan sumber tegangan yang digunakan (Ampere dan Volt)

*       Tegangan kerut (ripple voltage)

*       Arus kerut (ripple current)

*       Besar dan lemahnya pulsa

*       Besar dan lemahnya tegangan terbalik (reversed voltage)

B.        MEKANIS :

*       Kedudukan dari ujung-ujung kapasitor dalam keadaan bekerja

*       Cara memasang

*       Syarat-syarat getaran (vibration)

*       Syarat-syarat ‘shock’ (getaran/gempuran mendadak)

*       Syarat-syarat pengembunan garam

*       Syarat-syarat kelembaban

C.        KAPASITOR-KAPASITOR PELEPAS MUATAN DAN KAPASITOR-KAPASITOR PULSA :

·      Banyaknya persentase pelepasan muatan

·      Banyaknya permintaan tegangan terbalik

·      Arus-arus puncak (peak) dan rms

·      Seluruh pelepasan muatan yang diinginkan

·      Pelepasan muatan perdetik

·      Bentuk gelombang dari tegangan

·      Impedansi beban

·      Batas kenaikan suhu

·      Perubahan terhadap tegangan dari sumber

·      Efek dari histerisis

Penyebab Kerusakan Pada Kapasitor

Seperti halnya komponen-komponen elektronik, sebuah kapasitor dapat rusak apabila bekerja tidak sesuai dengan syarat-syarat yang dikeluarkan dari pabrik pembuatnya. Tidak cukup  hanya mengetahui batas kapasitansi dan tegangan kerja saja, tetapi harus juga diperhatikan bagaimana kapasitor berubah terhadap keadaan yang dialaminya, bagaimana tahanan dalam dari kapasitor yang berubah terhadap suhu, tegangan atau frekuensi.

Beberapa penyebab kerusakan pada KAPASISTOR :

1.    ARUS BEBAN KELEBIHAN, gejala perubahan pulsa-pulsa sebagai akibat kerjanya switching dan amplitudonya dapat menghasilkan kerusakan pada dielektrika sehingga merubah keadaan kapasitor tersebut.

2.    TEGANGAN BEBAN KELEBIHAN, gejala perubahan tegangan yang melebihi batas-batas tegangan kapsitor tersebut

3.    EFEK-EFEK DARI FREKUENSI, apabila kapasitor bekerja pada frekuensi yang lebih tinggi daripada yang diberikan oleh pabrik akan menghasilkan pemanasan yang berlebihan dan bekerja kurang baik. Kapasitor yang dibuat bukan untuk bekerja pada UHF (Ultra High Frequency) dapat menembus (punctura) dielektrikumnya, jika pulsa-pulsa pada frekuensi ini dipasang.

4.    SUHU TINGGI, panas yang berlebihan merupakan faktor utama yang menurunkan keandalan dari kapasitor. Ini dapat membuat kerusakan yang berat, kapasitansinya tergeser (drift) kekuatan dielektrikumnya berkurang, tahanan isolasinya menjadi kecil dan sebagainya.

5.    KELEMBABAN, membuat jamur tumbuh disekitar kapasitor dan mengurangi kekuatan dielektrikumnya dan memperbesar arus bocoran.

Kapasitas Kondensator

Kapasitas kondensator dinyatakan dalam satuan Farad (F) atau pada umumnya satuan tersebut mempunyai skala mikro Farad (mF) yang tertera pada badan kondensator.

1 F                  = 1.000.000 mF (mikrofarad)

1 mF                =        1.000 nF (nanofarad)           

1 nF                =        1.000 pF (pikofarad)

Cara penulisan

u03                 = 0,03       F

68                    = 68        pF

101                 = 100      pF

102                 = 1000    pF = 1   nF

103                 = 10.000 pF = 10 nF....dst

           

Gambar Simbol Kapasitor/Kondensator Tetap, Variabel.

Hubungan Derat (Seri) Dan Jajar (Paralel)

Kapasitor dihubung deret,untuk mendapatkan kapasitas yang kecil dengan potensial kerja yang bertambah maka digunakan hubungan deret pada kondensator.

Gambar Kapasitor Dihubung Deret.

Nilai C di atas adalah C_{(seri total)} =

Kapasitor dihubung jajar, untuk memperoleh kapasitas total yang besar dengan potensial kerja yang sama dilakukan hubungan jajar (paralel).

Gambar Kapasitas Dihubung Jajar.

Nilai C di atas adalah C _{(paralel total)} = C₁ + C₂ + C₃

Reaktansi Kapasitive

Reaktansi terjadi karena berubah-ubahnya polaritas arus yang melalui sebuah kondensator, yang mempunyai nilai tergantung dari nilai C (kapasitansi) dan f(frekuensi) yang diberi simbol X_C dan mempunyai persamaan :

X_C = , dimana X_C = dalam Ohm

                                    f   = dalam Hertz

                                    C  = dalam Farad

X_C tidak dapat langsung diukur, tetapi melalui pengukuran arus yang melewati kondensator dengan menggunakan persamaan hukum Ohm

I =  atau I =  maka X_C =

INDUKTOR

Merupakan komponen listrik yang terdiri dari kawat yang dililitkan, umumnya disebut kumparan. Jika kumparan diberi arus listrik maka akan terjadi induksi magnet, terdiri dari garis gaya magnet. Induktor mempunyai inti batang ferit atau udara, notasi induktor diberi tanda huruf L dan mempunyai satuan Henry (H), dimana 1 H = 1.000 milihenry (mH).

Induktor mempunyai reaktansi yang tidak dapat diukur langsung. Persamaan reaktansi dapat ditulis

X_L = 2pfL

sedangkan mencari reaktansi dapat dihitung seperti cara mencari reaktansi kondensator dengan menggunakan hukum Ohm.

Resonansi

Kapasitor (C) dan induktor (L) bila dirangkai secara deret mempunyai sifat sama seperti tahanan yang dihubung secara seri pula. Apabila kapasitor dan induktor dihubungkan secara paralel, akan ditemukan keadaan yang berbeda. Jika rangkaian tersebut diberi sumber tegangan maka C akan mengisi muatan listrik, sehingga tegangan pada C lebih besar dari L, akibatnya C mengeluarkan muatan (discharge). Muatan tersebut berubah arah yang mengalir menuju L dan tegangan C semakin lama semakin kecil. Pada L tersimpan energi medan magnet yang menyebabkan adanya arus mengalir ke C, peristiwa ini akan terus berulang kembali secara periodik dengan menghasilkan frekuensi sesuai persamaan :

f =

Rangkaian ini merupakan dasar dari osilator LC

 ini Sebenarnya Tersajikan Dalam Bentuk Makalah Namun Terpisah Dikarenakan Lembarnya lebih banyak dan saya potong secara terpisah. Silahkan Copy mulai dari awal. Gambar dan Faktor pada resistor 2

Tweet