✔ Sifat Kapasitor

Sifat Kapasitor Kapasitor yaitu komponen elektronik yang sanggup menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu materi dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal
misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada ketika yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi.

Sifat Kapasitor

Muatan positif tidak sanggup mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak sanggup menuju ke ujung kutup positif, alasannya terpisah oleh materi dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.

Kapasitor Elektrolit (Elco)

Dengan demikian berturut-turut plat metal (anoda), lapisan-metal-oksida dan electrolyte(katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal-oksida sebagai dielektrik. Dari rumus kedua diketahui besar kapasitansi berbanding terbalik dengan tebal dielektrik. Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian sanggup dibentuk kapasitor yang kapasitansinya cukup besar.

Karena alasan hemat dan praktis, umumnya materi metal yang banyak dipakai yaitu aluminium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah yaitu Aluminium. Untuk mendapat permukaan yang luas, materi plat Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu sanggup diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai pola 100uF, 470uF, 4700uF dan lain-lain, yang sering juga disebut kapasitor elco.

Bahan electrolyte pada kapasitor Tantalum ada yang cair tetapi ada juga yang padat. Disebut electrolyte padat, tetapi bahwasanya bukan larutan electrolit yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan materi lain yaitu manganese-dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis ini sanggup mempunyai kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu alasannya seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor tipe ini juga mempunyai arus bocor yang sangat kecil Kaprikornus sanggup dipahami mengapa kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal.

Baca Juga

3. Kapasitor Electrochemical

Satu jenis kapasitor lain yaitu kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini yaitu batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu yaitu kapasitor yang sangat baik, alasannya mempunyai kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapat kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan, contohnya untuk applikasi kendaraan beroda empat elektrik dan telepon selular.

Membaca Kapasitansi Kapasitor

Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco dengan terang tertulis kapasitansinya sebesar 22uF/25v.

Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka satuannya yaitu pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut yaitu 47 pF.

Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 yaitu faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan seterusnya. Misalnya pada kapasitor keramik tertulis 104, maka kapasitansinya yaitu 10 x 10.000 = 100.000pF atau = 100nF. Contoh lain contohnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut yaitu 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF.

Selain dari kapasitansi ada beberapa karakteristik penting lainnya yang perlu diperhatikan. Biasanya spesifikasi karakteristik ini disajikan oleh pabrik pembuat didalam datasheet. Berikut ini yaitu beberapa spesifikasi penting tersebut.

Tegangan Kerja Kapasitor (working voltage)

Tegangan kerja yaitu tegangan maksimum yang diijinkan sehingga kapasitor masih sanggup bekerja dengan baik. Para elektro- mania barangkali pernah mengalami kapasitor yang meledak alasannya kelebihan tegangan. Misalnya kapasitor 10uF 25V, maka tegangan yang sanggup diberikan dihentikan melebihi 25 volt dc. Umumnya kapasitor-kapasitor polar bekerja pada tegangan DC dan kapasitor non-polar bekerja pada tegangan AC.

Temperatur Kerja Kapasitor

Kapasitor masih memenuhi spesifikasinya kalau bekerja pada suhu yang sesuai. Pabrikan pembuat kapasitor umumnya menciptakan kapasitor yang mengacu pada standar popular. Ada 4 standar popular yang biasanya tertera di tubuh kapasitor ibarat C0G (ultra stable), X7R (stable) serta Z5U dan Y5V (general purpose). Secara lengkap kode-kode tersebut disajikan pada table berikut.

Kode karakteristik kapasitor kelas I

Kode karakteristik kapasitor kelas II dan III

Toleransi Kapasitor

Seperti komponen lainnya, besar kapasitansi nominal ada toleransinya. Tabel diatas menyajikan nilai toleransi dengan kode-kode angka atau abjad tertentu. Dengan table di atas pemakai sanggup dengan gampang mengetahui toleransi kapasitor yang biasanya tertera menyertai nilai nominal kapasitor. Misalnya kalau tertulis 104 X7R, maka kapasitasinya yaitu 100nF dengan toleransi +/-15%. Sekaligus dikethaui juga bahwa suhu kerja yang direkomendasikan yaitu antara -55Co hingga +125Co (lihat tabel arahan karakteristik).

Insulation Resistance (IR) Kapasitor

Walaupun materi dielektrik merupakan materi yang non-konduktor, namun tetap saja ada arus yang sanggup melewatinya. Artinya, materi dielektrik juga mempunyai resistansi. walaupun nilainya sangat besar sekali. Phenomena ini dinamakan arus bocor DCL (DC Leakage Current) dan resistansi dielektrik ini dinamakan Insulation Resistance (IR). Untuk menjelaskan ini, berikut yaitu model rangkaian kapasitor.

Model Insulation Resistance (IR) Kapasitor

Jika tidak diberi beban, semestinya kapasitor sanggup menyimpan muatan selama-lamanya. Namun dari model di atas, diketahui ada resitansi dielektrik IR(Insulation Resistance) yang paralel terhadap kapasitor. Insulation resistance (IR) ini sangat besar (MOhm). Konsekuensinya tentu saja arus bocor (DCL) sangat kecil (uA).

Untuk mendapat kapasitansi yang besar diharapkan permukaan elektroda yang luas, tetapi ini akan menimbulkan resistansi dielektrik makin kecil. Karena besar IR selalu berbanding terbalik dengan kapasitansi (C), karakteristik resistansi dielektrik ini biasa juga disajikan dengan besaran RC (IR x C) yang satuannya ohm-farads atau megaohm-micro farads.

Dissipation Factor (DF) dan Impedansi (Z) Kapasitor

Dissipation Factor yaitu besar persentasi rugi-rugi (losses) kapasitansi kalau kapasitor bekerja pada aplikasi frekuensi. Besaran ini menjadi faktor yang diperhitungkan contohnya pada aplikasi motor phasa, rangkaian ballast, tuner dan lain-lain. Dari model rangkaian kapasitor digambarkan adanya resistansi seri (ESR) dan induktansi (L). Pabrik pembuat biasanya meyertakan data DF dalam persen. Rugi-rugi (losses) itu didefenisikan sebagai ESR yang besarnya yaitu persentasi dari impedansi kapasitor Xc. Secara matematis di tulis sebagai berikut :

Dari klarifikasi di atas sanggup dihitung besar total impedansi (Z total) kapasitor yaitu :

Karakteristik respons frekuensi sangat perlu diperhitungkan terutama kalau kapasitor bekerja pada frekuensi tinggi. Untuk perhitungan- perhitungan respons frekuensi dikenal juga satuan faktor qualitas Q (quality factor) yang tak lain sama dengan 1/DF untuk suatu kapasitor. Cukup sekian agar bermanfaat buat anda.