Kondensator ~ Science &Technology

KONDENSATOR

STANDAR KOMPETENSI

Kemampuan menyerap pengetahuan dan mengkomunikasikan serta menerapkan hal-hal yang berkaitan dengan arus listrik dalam kehidupan sehari-hari

KOMPETENSI DASAR

Kemampuan mengidentifikasi komponen elektronika dan kegunaanya

INDIKATOR PEMBELAJARAN

1. Menjelaskan nama-nama komponen elektronika

2. Mengidentifikasi komponen elektronika

3. Menganalisis satuan ukuran yang terdapat pada komponen elektronika

4. Mendeskripsikan pemanfaatan komponen dalam praktik

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Peserta didik dapat menyebutkan macam-macam kondensator, satuan dan fungsinya.

2. Peserta didik dapat menjelaskan prinsip kerja kondensator

3. Pesrta didik dapat menyebutkan bahan-bahan yang digunakan pembuatan kondensator

4. Peserta Didik dapat menggambarkan simbol kondensator

5. Peserta didik dapat menjelaskan kode angka pada kondensator

6. Peserta didik dapat menguji kondisi kondensator dengan alat ukur yang tepat.

7. Peserta didik dapat mengetahui aplikasi kondensator dalam rangkaian

KAPASITOR

A.Pengertian

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik.

Gambar 1: dielektrikum kapasitor

sumber animasi : http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/dielectrics/flash/capacitor.swf

Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal adalah : 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 saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini "tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.

Gambar 2 : prinsip dasar kapasitor

Besarnya kapasitas dari kondensator dinyatakan dengan satuan farad (F) dan notasinya ditulis dengan huruf capital C. Nama farad diberikan sebagai penghargaan kepada penciptanya yang bernama Michael Faraday. Satuan farad adalah satuan yang sangat besar dan jarang digunakan dalam percobaan dan biasanya digunakan satuan :

Mikro Farad disingkat µF

Nano Farad disingkat nF

Piko Farad disingkat pF

1 uF ? 1 mikro Farad = 1 x 10 -6 Farad

1 nF ? 1 nano farad = 1 x 10 -9 Farad

1 pF ? 1 piko Farad = 1 x 10 -12 Farad

Nilai kapasitor dapat kita lihat pada tulisan yang terdapat pada body-nya :

Misalnya 10 uF/16 V artinya nilai kapasitor itu adalah 10 mikro Farad dan bisa bekerja pada tegangan maximal 16 V,jika melebihi 16 V maka kapasitor ini akan mengalami 'break down' /bocor/rusak.

Tegangan kerja adalah tegangan maksimum yang diijinkan sehingga kapasitor masih dapat bekerja dengan baik.. Misalnya kapasitor 10uF 25V, maka tegangan yang bisa diberikan tidak boleh melebihi 25 volt dc. Umumnya kapasitor-kapasitor polar bekerja pada tegangan DC dan kapasitor non-polar bekerja pada tegangan AC.

B.Simbol kapasitor

C.Kegunaan Kapasitor

1.Mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan, bila tiba-tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan

2.Menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik

3.Memilih panjang gelombang pada radio penerima

4.Sebagai filter dalam catu daya (power supply)

5.Sebagai filter dalam rangkaian Power Supply.

6.Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna.

7.Dll.

D.Sifat dari kapasitor

Sifat dasar dalam sebuah kapasitor adalah dapat menyimpan muatan listrik, dan juga memiliki sifat yang tidak dapat dilalui arus DC (direct Current) dan dapat dilalui arus AC (alternating current) dan juga dapat berfungsi sebagai impedansi (resistansi yang nilainya tergantung dari frekuensi yang diberikan).

Kerusakan umum pada kondensator elektrolit di antaranya adalah :

a.Kering (kapasitasnya berubah)

b.Konsleting

c.Meledak, yang dikarenakan salah dalam pemberian tegangan positif dan negatifnya, jika batas maksimum voltase dilampaui juga bisa meledak.

E.Cara kerja Kapasitor

Cara kerja kapasitor dalam sebuah rangkaian adalah dengan mengalirkan elektron menuju kapasitor. Pada saat kapasitor sudah di penuhi dengan elektron, tegangan akan mengalami perubahan. Selanjutnya, elektron akan keluar dari sebuah kapasitor dan mengalir menuju rangkaian yang membutuhkannya. Dengan begitu, kapasitor akan membangkitkan reaktif suatu rangkaian.

Sumber animasi: http://www.cegep-ste-foy.qc.ca/freesite/fileadmin/users/29/NYB/Theorie/condensateur_plan.swf

F.Kapasitansi

Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis :

Q = CV …………….(1)

Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

V = besar tegangan dalam V (volt)

G.Jernis-jenis kapasitor

Jenis-jenis kapasitor ada berbagai macam,diantaranya adalah di bawah ini :

1.Menurut Polaritasnya

a.Kapasitor Polar

Memiliki polaritas (+) dan (-).

Dalam pemasangannya harus diperhatikan polaritasnya dan tidak boleh dipasang terbalik. Pada bodinya terdapat tanda polaritasnya untuk menandai kaki yang berpolaritas (+) atau (-).
Contoh : kapasitor elco, kapasitor tantalum

b.Kapasitor Non Polar(Bipolar Capasitor)

Jenis kapasitor ini bisa dipasang bolak-balik.

Contoh : kapasitor keramik, polyester, kaca, udara, kertas, mika, dll.

2.Kapasitor Berdasarkan Bahan Penyekat Konduktor ( Dielektrikum )

a.Variabel Condensator ( varco )

Kondensator ini dipakai untuk tuning atau mencari gelombang radio. Jenis ini mempunyai udara sebagai dielektrikum.Kapasitor variabel mempunyai pelat-pelat yang stasioner (stator) dan pelat-pelat yang digerakkan (rotor ), biasanya terbuat dari alumunium. Dengan memutar tombol, luas plat yang berhadapan dapat diatur sehingga kapasitas kapasitor dapat diubah-obah. Dengan mengubah kapasitor frekuensi dapat distel.

b.Kapasitor Keramik

Kapasitor ini menpunyai dielektrikum keramik. Kapasitor ini mempunyai oksida logam dan dielektrikumnya terdiri atas campuran titanium-oksida dan oksida lain. Kekuatan dielektrikumnya tinggi dan mempunyai kapasitas besar sekali dalam ukuran kecil.

c.Kapasitor Kertas

Kapasitor ini mempunyai dielektrikum kertas dengan lapisan kertas setebal 0,05-0,02 mm antara dua lembar kertas alumunium.Kertasnya diresapi dengan minyak mineral untuk memperbesar kapasitas dan kekuatan dielektrikumnya.

d.Kapasitor Mika

Kapasitor ini mempunyai elektroida logam dan lapisan dielektrikum dari polysteryne mylar dan teflon setebal 0,0064 mm. Digunakan untuk koreksi faktor daya. Seperti uji visi nuklir

e.Electrolit Condensator( Elco )Kapasitor ini mempunyai dielektrik oksida alumunium dan sebuah elektrolit sebagai elektroda negatif. Elektroda postif terbuat dari logam seperti alumunium dan tantalum tetapi sebuah elektroda negatif terbuat dari elektrolit. Tebal lapisan oksidanya adalah 0,0001. Dalam rangkaian elektronika sebagai perata denyut arus listrik.

f.Kapasitor Tantalum

Kapasitor tantalum adalah jenis dari kapasitor elektrolit yg elektrode-nya dibuat dr bahan tantalum.

g.Kapasitor Polyester

kapasitor film Polyester adalah kapasitor film menggunakan dielektrik terbuat dari bahan termoplastik polar polimer polyethylene terephthalate (PET), dengan merek dagang Hostaphan atau Mylar, dari keluarga poliester. Mereka diproduksi baik versi metallized wound and stacked, serta jenis film / foil .

h.Kapasitor Kaca

Kapasitor yang menggunakan dielektrik kaca.

i. Trimmer kapasitor

Trimmer kapasitor seperti halnya varco adalah kapasitor yang nilainya bisa berubah jika rotornya diputar

3.Menurut Ketetapan Nilainya

a.Kapasitor Tetap/permanen

Nilai kapasitasnya tidak bisa diubah-ubah.

b.Kapasitor Variable atau sering juga disebut VC atau Varco (variable capasitor)

Kapasitor jenis ini bisa kita ubah-ubah nilainya.

Beberapa sumber menyebutkan pembagian jenis kapasitor :

1.Kapasitor Electrostatic

Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene, polycarbonate, metalized paper dan lainnya.

Mylar, MKM, MKT adalah beberapa contoh sebutan merek dagang untuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film. Umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar.

2.Kapasitor Electrolytic

Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan – di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutub positif anoda dan kutub negatif katoda.

3.Kapasitor Electrochemical

Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah battery dan accu. Pada kenyataannya battery dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan, misalnya untuk aplikasi mobil elektrik dan telepon selular.

H.Cara menghitung/membaca nilai kapasitansi kapasitor

a.Dengan membaca kode angka pada badanya

Nilai kapasitansi seringkali dicetak pada badan kapasitor, akan tetapi karena tidak terdapat cukup ruang pada badan kapasitor-kapasitor berukuran kecil, nilai-nilai kapasitansi ini harus dikodekan.

Kode yang digunakan terdiri dari tiga digit. Dua digit pertama kode adalah dua digit pertama dari nilai kapasitor yang bersangkutan, dalam satuan pikofarad (pF). Digit ketiga merepresentasikan jumlah angka nol yang terdapat di belakang kedua digit tadi.

Cara membaca nilai kapasitor Keramik :

Ingat!

Perbandingan satuan-satuan tersebut adalah:

1 Farad (F) = 1.000.000 µF (µF=mfd)

1 mikro Farad (µF) = 1.000 nF

1 nano Farad (nF) = 1.000 pF

Contoh:

1.Sebuah kapasitor pada badanya = 154

Nilai kapasitasnya = 15 x 104 pF

2.Sebuah kapasitor pada badannya tertulis = 502

Nilai kapasitasnya = 5.000 pF = 5 KpF = 0,005 µF

3.Berapakah nilai kapasitor dengan kode

a.223

b.122

c.471

Penyelesaian:

a.Kode 223 berarti bahwa 22 diikuti dengan 3 buah angka nol di belakangnya. Nilai ini adalah 22000 pF, sama dengan 22 nF

b.Kode 122 berarti bahwa 12 diikuti dengan 2 buah angka nol di belakangnya. Nilai ini adalah 1200 pF, sama dengan 1,2 nF

c.Kode 471 berarti bahwa 47 diikuti dengan 1 buah angka nol di belakangnya. Nilai ini adalah 470 pF, sama dengan 0,47 nF

b.Tertulis langsung pada padanya

Contoh :

Artinya :

Nilai capasitansi = 330 µF

Tegangan kerja = 50 V

c.Dengan kode warna

Contoh : Pada sebuah kapasitor pada badannya berwarna Coklat, Hitam, Orange. maka nilai kapasitansi (lihat tabel) condensator tersebut adalah : 103 = 10 x 1000 = 10000 pF = 10nF = 0,01 µF

d.Berdasarkan pembacaan Alat Ukur Capacitance Meter

Pengukuran kapasitansi dengan alat ukur Capacitance Meter sangat mudah, sambungkan kedua kaki kapasitor pada kedua probe positif dan negatif alat ukur, atur selector pada skala yang tepat, kemudian lihat hasilnya pada display 7 segment. Apabila hasil yang tampil tidak sesuai dengan nilai yang tertulis pada fisik kapasitor, kemungkinan komponen tersebut rusak.

I.Cara menguji/mengetest kondisi kapasitor

Untuk mengetahui Kapasitor baik kapasitor polar maupun nonpolar dalam keaadaan baik atau tidak. Kita dapat mengujinya dengan menggunkan multimeter. Caranya sebagai berikut:

1.Putar saklar jangkauan ukur pada posisi Ohm meter pada jangkauan yang sesuai misalnya R1x.

Untuk kapasitor polar, hubungkan probe warna merah (+) ke kaki kapasitor (+) dan probe warna hitam (-) ke kaki negatif (-). Untuk kapasitor non polar, kedua probe dapat diletakkan secara sembarangan.

2. Kemudian perhatikan gerakan jarum penunjuk.

3. Jika jarum bergerak kekanan, kemudian kembali ke kiri ke angka nol berarti kapasitor tersebut dalam kondisi baik.

a. Jika jarum penunjuk bergerak ke kanan dan berhenti, berarti kapasitor tersebut sudah bocor.

b .Jika jarum penunjuk tidak bergerak sama sekali berarti kapasitor sudah rusak sama sekali.

J.Gambar jenis-jenis kapasitor

a.http://asyharry.blogspot.com/2010/12/kondensator-capasitor.html

b.http://januar-anas.blogspot.com/2009/10/tugas-dde-kapasitor.html

c.http://adiwarsito.wordpress.com/2010/11/23/pengertian-dan-macam-kapasitor/

d.http://berbagaikapasitor.blogspot.com/

e.http://duniaelektonika.blogspot.com/2013/01/macam-macam-kapasitor-kondensator.html

f.http://suruhbuhana.blogspot.com/2012/06/bagaimana-cara-membaca-atau-menghitung.html

g.http://rangkaianelektronika.info/cara-menguji-kapasitor-kondensator/

h.ttp://elektronika-dasar.com/teori-elektronika/membaca-nilai-kapasitor/

i.http://doktertech.blogspot.com/2010/12/kapasitor-dan-elektrolit-kondensator.html

j.http://www.linksukses.com/2011/06/menghitung-dan-mengukur-kapasitor.html

k.http://dien-elcom.blogspot.com/2012/07/macam-macam-dan-bentuk-kondensator.html

l.http://www.inverterplus.com/2012/10/jenis-dan-macam-macam-kapasitor.html

m.http://pengukuran-avometer.blogspot.com/2012/09/mengukur-kapasitansi.html

n.http://blog.indometalgoth.com/2012/09/pengertian-jenis-kapasitor.html
o. Candra,Arifianto.2010.Jago Elektronika Rangkain sistem otomatis. Elek media Komputindo
p. Syarifudin Uyuk.2010.Elektronika 1. Yudhistra
q. MGMP Klaten. 2010.LKS Elektronika 1,2,3.Klaten. Sinar Mandiri

SOAL & PEMBAHASANYA

1.Jelaskan kegunaan dari kapasitor
2.Jelaskan sifat-sifat dari kapasitor
3.Konversikan besaran dibawah ini
20 nf = ....F
4.Jelaskan cara kerja dari kapasitor
5.Sebutkan 2 contoh kapasitor polar dan non polar