Docstoc

Kapasitor (DOC)

Document Sample
Kapasitor (DOC) Powered By Docstoc
					Mata Pelajaran   : DDE
Dari bapak       : Guntoro
Tugas            : “kapasitor”




        KAPASITOR




                       OLEH :
                       OLEH :
          ARIF MUH.. ALHANA ANUL HABIB
          ARIF MUH ALHANA ANUL HABIB
   SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN NEGERI 8
   SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN NEGERI 8
                             MALANG
                             MALANG
                          JAWA TIMUR
                          JAWA TIMUR
                                      2 0 0 9 / 2 0 10
                                      2009 / 2010



                              KAPASITOR
        Kondensator atau sering disebut sebagai Kapasitor adalah suatu alat yang dapat
menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan
internal dari muatan listrik. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad dari nama
Michael Faraday. Kondensator juga dikenal sebagai "kapasitor", namun kata "kondensator"
masih dipakai hingga saat ini. Pertama disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia
pada tahun 1782 (dari bahasa Itali condensatore), berkenaan dengan kemampuan alat untuk
menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya. Kebanyakan
bahasa dan negara yang tidak menggunakan bahasa Inggris masih mengacu pada perkataan
bahasa Italia "condensatore", bahasa Perancis condensateur, Indonesia dan Jerman
Kondensator atau Spanyol Condensador.

Dapat juga dimengerti seperti yang satu ini :

Kapasitor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik, dan
secara sederhana terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (bahan
dielektrik) tiap konduktor di sebut keping. Kapasitor atau disebut juga kondensator adalah alat
(komponen) listrik yang dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik
untuk sementara waktu. Pada prinsipnya sebuah kapasitor terdiri atas dua konduktor (lempeng
logam) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator). Isolator penyekat ini sering disebut
bahan (zat) dielektrik.

        Kapasitor nama lainnya adalah condensator.Komponen ini seperti halnya resistor juga
termasuk dalam kelompok komponen pasif,yaitu jenis komponen yang bekerja tanpa
memerlukan arus panjar.
Jenis-jenis kapasitor ada berbagai macam,diantaranya adalah di bawah ini.




Zat dielektrik yang digunakan untuk menyekat kedua penghantar dapat digunakan untuk
membedakan jenis kapasitor. Beberapa kapasitor menggunakan bahan dielektrik berupa
kertas, mika, plastik cairan dan lain sebagainya. Beberapa jenis kapasitor menurut bahan
dielektiknya antara lain:




1. Kapasitor        2. Kapasitor       3. Kapasitor          4. Kapasitor        5. Kapasitor
   elektrolit          tantalum           Polister Film        Poliprolyene         Kertas




6. Kapasitor          7. Kapasitor          8. Kapasitor          9. Kapasitor
   Mica                  Keramik                Epoxy                 Variable




JENIS-JENIS KAPASIToR
KAPASITOR KERTAS
Kapasitor ini terdiri dari dua pelat timah yang disekat oleh kertas dan kemudian digulung
sehingga berbentuk silinder. Dalam hal ini kertas berfungsi sebagai dielektrik yang
memisahkan kedua pelat timah.

KAPASITOR ELEKTROLIT
Kapasitor ini terdiri dari pelat aluminium dan aluminium oksida yang dipisahkan oleh kertas
yang direndam dalam larutan berat . pelat ini kemudian digulung membentuk silinder.
CIRI-CIRINYA:
Ø Memiliki polaritas yakni positif dan negatif.
Ø Nilai kapasitasnya dinyatakan dalam microfarad dan dengan tegangan kerja tertentu yang
tidak boleh dilampaui.
Ø Kerusakan yang sering terjadi adalah konslet, kering, bocor atau meletus.

KAPASITOR VARIABEL
Kapasitas ini terdiri dari dua tumpukan pelat konduktor yang dipisahkan oleh udara.
Kumpulan pelat yang satu dapat diputar terhadap kumpulan pelat yang lain dan ini akan
menyebabkan kapasitas dari kapasitor ini berubah. Kapasitor ini digunakan antara lain untuk
memilih frekuensi gelombang pada radio penerima.
KAPASITOR TANTALUM
CIRI-CIRINYA:
ü Memiliki polaritas positif dan negatif.
ü Berfungsi sama dengan kapasitor elektrolit.
ü Nilai kapasitasnya dinyatakan dalam microfarad.
ü Mempunyai unsure logam yang kuat.
KAPASITOR TRIMER
CIRI-CIRINYA:
v Penyetelan dilakukan menggunakan obeng.
v Kedua keeping logamnya diisolasi menggunakan lapisan tipis.
v Memiliki kapasitas antara 20-100 mikroFarad.
v Dimanfaatkan pada penerima radio maupun pesewat komunikasi.
v Berfungsi sebagai pemilih/tuning.

KAPASITOR FILM
CIRI-CIRINYA:
q Tegangan kerjamya sangat tanggi.
q Tidak memiliki polaritas.
q Nilai kapasitasnya dinyatakan dalam microfarad.
q Kapasitas ada yang tertulis langsung dan ada yang menggunakan kode warna.
q Banyak digunakan pada lampu blitz kamera.

KAPASITOR KERAMIK
CIRI-CIRINYA:
o Tidak memiliki polaritas/nonpolar.
o Bentuk tipis (seperti kacang hijau)
o Kapasitasnya dinyatakan dalam pikofarad.
o Tegangan kerjanya dimulai dari 25 volt,50 volt,100volt,150 volt,200 volt,400 volt bahkan
samapi ribuan volt.
o Nilai kapasitasnya ada yang tertulis langsung dan ada yang menggunakan hitungan.


* Menurut Polaritasnya
- Kapasitor Polar
Memiliki polaritas (+) dan (-).
Dalam pemasangannya harus diperhatikan polaritasnya dan tidak boleh dipasang terbalik. Pada
bodynya terdapat tanda polaritasnya untuk menandai kaki yang berpolaritas (+) atau (-).
- Kapasitor Non Polar(Bipolar Capasitor)
Jenis kapasitor ini bisa dipasang bolak-balik.

* Menurut Bahan Pembuatannya
Kapasitor pada dasarnya adalah 2 buah lempeng logam(dielectric) yang dipisahkan oleh sebuah
bahan isulator. Nah,bahan isulator inilah yg menentukan nama kapasitor tersebut.
Menurut bahan pembuatannya jenis2 kapasitor adalah :
- Kapasitor Elektrolit → isulatornya dibuat dari bahan elektrolit
- Kapasitor Mika → bahan isulatornya dibuat dari mika
- Kapasitor Udara → bahan isulatornya dibuat dari udara.
- Kapasitor Kertas,tantalum,milar,dsb.

* Menurut Ketetapan Nilainya
- Kapasitor Tetap/permanen
Nilai kapasitasnya tidak bisa diubah-ubah.
- Kapasitor Variable atau sering juga disebut VC atau Varco (variable capasitor)
Kapasitor jenis ini bisa kita ubah-ubah nilainya.

Fungsi kapasitor adalah untuk menyimpan arus/tegangan listrik. Untuk arus DC kapasitor berfungsi
sebagai isulator/penahan arus listrik, sedangkan untuk arus AC berfungsi sebagai
konduktor/melewatkan arus listrik.
Dalam penerapannya kapasitor digunakan sebagai filter/penyaring,perata tegangan DC pada
pengubah AC to DC,pembangkit gelombang ac atau oscilator dsb.

Kegunaan kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah:
a. mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan, bila tiba-tiba
   arus listrik diputuskan dan dinyalakan
b. menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik
c. memilih panjang gelombang pada radio penerima
d. sebagai filter dalam catu daya (power supply)

Bentuk kapasitor
a. kapasitor kertas (besar kapasitas 0,1 F)
b. kapasitor elektrolit (besar kapasitas 105 pF)
c. kapasitor variabel (besar kapasitas bisa di ubah-ubah dengan nilai kapasitas maksimum
500 pF)

Simbol Kapasitor



Kapasitor disimbolkan dengan


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' alias ko'it:-).
Farad adalah satuan nilai kapasitas dari kapasitor.
1 uF → 1 mikro Farad = 1 x 10 pangkat (-6) Farad = 0.000001 Farad
1 nF → 1 nano farad = 1 x 10 pangkat (-9) Farad
1 pF → 1 piko Farad = 1 x 10 pangkat (-12) Farad

# Kode Angka Pada Kapasitor
Untuk kapasitor yang nilai kapasitasnya di bawah 1 uF biasanya nilai kapasitasnya dituliskan dalam
kode angka.
Contoh :
1. 104 → 10 x 10 pangkat 4 (dalam satuan piko Farad) = 100000 pF atau 100 nF atau 0.1 uF
2. 222 → 22 x 10 pangkat 2 (pF) = 2200 pF atau 2.2 nF
* caranya adalah kita tulis ulang 2 angka pertama,kemudian kita kalikan dengan 10 pangkat angka
terakhirnya.
3. 4n7 → 4.7 nano Farad
4. 2p5 → 2.5 piko Farad

                              Kapasitor yang bernilai di bawah 1 uF umumnya adalah jenis non
                              polar,kecuali yang jenis elektrolit.

                              Gambar kapasitor adalah berikut iniDalam skema elektronika simbol
                              kapasitor adalah seperti di bawah iniYang ada tanda (+) dan (-)
                              adalah simbol kapasitor polar sedangkan yang tanpa tanda (+) dan (-
                              ) adalah simbol kapasitor non polar.

KAPASITOR (KONDENSATOR)

           Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan
    dengan huruf “C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik
    di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal
    dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867).
    Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm 2 yang artinya luas
    permukaan kepingan tersebut.

           Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan
    oleh suatu bahan 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 saat yang sama muatan-muatan negatif
terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir
menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke
ujung kutub 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.




1.1. Kapasitansi

           Kapasitansi didefinisikan 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

    Q = muatan elektron dalam C (coulombs)
    C = nilai kapasitansi dalam F (farad)
    V = besar tegangan dalam V (volt)

    Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas
    area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan konstanta
    (k) bahan dielektrik. Dengan rumus dapat di tulis sebagai berikut :

                             C = (8.85 x 10-12) (k A/t)

    Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang
    disederhanakan.
         Untuk rangkaian elektronik praktis, satuan farad adalah sangat besar sekali.
    Umumnya kapasitor yang ada di pasaran memiliki satuan : µF, nF dan pF.

    1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad)

    1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad)

    1 µF = 1.000 nF (nano Farad)

    1 nF = 1.000 pF (piko Farad)

    1 pF = 1.000 µµF (mikro-mikro Farad)

    1 µF = 10-6 F
    1 nF = 10-9 F
    1 pF = 10-12 F
            Konversi satuan penting diketahui untuk memudahkan membaca besaran
    sebuah kapasitor. Misalnya 0.047µF dapat juga dibaca sebagai 47nF, atau contoh lain
    0.1nF sama dengan 100pF.

           Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu
    positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk
    tabung.




Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah,
    tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan
      berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet
      atau kancing baju yang sering disebut kapasitor (capacitor).




2.2 Wujud dan Macam Kondensator

      Berdasarkan kegunaannya kondensator di bagi menjadi :

      1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)

      2. Kondensator elektrolit (Electrolit Condenser = Elco)

      3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)

              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 jelas tertulis kapasitansinya
      sebesar 100µF25v yang artinya kapasitor/ kondensator tersebut memiliki nilai
      kapasitansi 100 µF dengan tegangan kerja maksimal yang diperbolehkan sebesar 25
      volt.
              Kapasitor yang ukuran fisiknya kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau
      3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka, satuannya adalah pF (pico farads).
      Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor
      tersebut adalah 47 pF. Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai
      nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan
      angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000, 5 = 100.000
      dan seterusnya.
      Contoh :
       Untuk kapasitor polyester nilai kapasitansinya bisa diketahui berdasarkan
warna seperti pada resistor.




Contoh :




       Seperti komponen lainnya, besar kapasitansi nominal ada toleransinya. Pada
tabel 2.3 diperlihatkan nilai toleransi dengan kode-kode angka atau huruf tertentu.
Dengan tabel tersebut pemakai dapat dengan mudah mengetahui toleransi kapasitor
yang biasanya tertera menyertai nilai nominal kapasitor. Misalnya jika tertulis 104
X7R, maka kapasitansinya adalah 100nF dengan toleransi +/-15%. Sekaligus
diketahui juga bahwa suhu kerja yang direkomendasikan adalah antara -55Co sampai
+125Co .
                     Dari penjelasan di atas bisa diketahui bahwa karakteristik kapasitor
           selain kapasitansi juga tak kalah pentingnya yaitu tegangan kerja dan
           temperatur kerja. Tegangan kerja adalah tegangan maksimum yang diijinkan
           sehingga kapasitor masih dapat bekerja dengan baik. Misalnya kapasitor
           10uF25V, 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. Sedangkan temperatur kerja
           yaitu batasan temperatur dimana kapasitor masih bisa bekerja dengan
           optimal. Misalnya jika pada kapasitor tertulis X7R, maka kapasitor tersebut
           mempunyai suhu kerja yang direkomendasikan antara -55Co sampai +125Co.
           Biasanya spesifikasi karakteristik ini disajikan oleh pabrik pembuat di dalam
           datasheet.

   2.3. Rangkaian Kapasitor

Susunan Seri Kapasitor




Pada susunan seri kapasitor berlaku

        muatan pada tiap-tiap kapasitor adalah sama, yaitu sama dengan muatan pada
         kapasitor pengganti qs = q1 = q2 = ....

        Beda potensial pada ujung-ujung kapasitor pengganti adalah sama dengan jumlah beda
         potensial ujung-ujung tiap kapasitor V s = V 1 + V 2 + ....

        Besarnya kapasitas kapasitor pengganti susunan seri dari beberapa buah kapasitor
         dapat dihitung V s = V 1 + V 2 + ....


                               karena qs = q1 = q2 = .... maka
               Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi
        total semakin kecil. Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri.




        Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus :




Susunan Paralel Kapasitor




Pada susunan paralel kapasitor berlaku

      Beda potensial tiap-tiap kapasitor sama, yaitu sama dengan potensial sumber
       Vp = V1 = V2 = ....
   Muatan kapasitor pengganti sama dengan jumlah muatan tiap-tiap kapasitor
    qp = q1 + q2 ....

   Untuk menentukan besar kapasitas kapasitor pengganti susunan paralel CP dari
    beberapa buah kapasitor dapat dihitung

    qs = q1 + q2 + ....
    VpVp = C1V1 + C2V2 +..... karena Vp = V1 = V2 = ....




     Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi
     pengganti semakin besar. Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai
     secara paralel.




     Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus :




2.4. Fungsi Kapasitor

     Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian :

     1. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada PS =
          Power Supply)

     2. Sebagai filter dalam rangkaian PS

     3. Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna

     4. Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon

     5. Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar
2.5. Tipe Kapasitor
               Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya.
      Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic,
      electrolytic dan electrochemical.

            Kapasitor Electrostatic

                     Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan
            bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan
            yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil.
            Tersedia dari besaran pF sampai beberapa µF, yang biasanya untuk aplikasi
            rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. 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.

            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.
                    Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium,
            magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat
            dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida (oxide film). Lapisan
            oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan
            emas. Elektroda metal yang dicelup ke dalam larutan elektrolit (sodium borate)
            lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif
            (katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidasi permukaan
            plat metal. Contohnya, jika digunakan Aluminium, maka akan terbentuk lapisan
            Aluminium-oksida (Al2O3) pada permukaannya.
            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 (2) diketahui besar kapasitansi berbanding
    terbalik dengan tebal dielektrik. Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga
    dengan demikian dapat dibuat kapasitor yang kapasitansinya cukup besar.
            Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang banyak
    digunakan adalah aluminium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan
    murah adalah aluminium. Untuk mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat
    Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu dapat
    diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai contoh 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 sebenarnya bukan larutan electrolit
    yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu manganese-
    dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang
    besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu karena seluruhnya
    padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor tipe
    ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil Jadi dapat dipahami mengapa
    kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal.

    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
               Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan
    listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan
    oleh suatu bahan 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 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
                Rangkaian Penyearah dengan Filter Kapasitor
              Keluaran penyearah rata-rata adalah tegangan DC yang memiliki riak (ripple).
              Untuk mengubah riak ini ke tegangan DC yang tetap, dibutuhkan sebuah penapis
              (filter) menggunakan Kapasitor seperti pada gambar 6




                                Gambar 6. Penyerah dengan filter C

           Proses pengisian dan pengosongan arus (charging and discharging) pada rangkaian
           kapasitor, sangat bergantung kepada harga-harga dari Resistor dan Kapasitor.
           Tegangan pada kapasistor pada saat proses pengisian adalah sebagai berikut:

           sedangkan persamaan arus untuk proses pembuangan adalah sebagai berikut:

           dimana konstantat waktu peluruhan, biasa dikenal dengan istilah konstanta waktu t
           ,yaitu : t=RC

Peranan Kapasitor dalam Penggunaan Energi Listrik


Baterai Nuklir: Sumber Arus Searah yang Perlu Dikembangkan

 Kehidupan modern salah satu cirinya adalah pemakaian energi listrik yang besar. Besarnya
energi atau beban listrik yang dipakai ditentukan oleh reaktansi (R), induktansi (L) dan
capasitansi (C). Besarnya pemakaian energi listrik itu disebabkan karena banyak dan beraneka
ragam peralatan (beban) listrik yang digunakan. Sedangkan beban listrik yang digunakan
umumnya bersifat induktif dan kapasitif. Di mana beban induktif (positif) membutuhkan daya
reaktif seperti trafo pada rectifier, motor induksi (AC) dan lampu TL, sedang beban kapasitif
(negatif) mengeluarkan daya reaktif. Daya reaktif itu merupakan daya tidak berguna sehingga
tidak dapat dirubah menjadi tenaga akan tetapi diperlukan untuk proses transmisi energi listrik
pada beban. Jadi yang menyebabkan pemborosan energi listrik adalah banyaknya peralatan
yang bersifat induktif. Berarti dalam menggunakan energi listrik ternyata pelanggan tidak
hanya dibebani oleh daya aktif (kW) saja tetapi juga daya reaktif (kVAR). Penjumlahan kedua
daya itu akan menghasilkan daya nyata yang merupakan daya yang disuplai oleh PLN. Jika
nilai daya itu diperbesar yang biasanya dilakukan oleh pelanggan industri maka rugi-rugi daya
menjadi besar sedang daya aktif (kW) dan tegangan yang sampai ke konsumen berkurang.
Dengan demikian produksi pada industri itu akan menurun hal ini tentunya tidak boleh terjadi
untuk itu suplai daya dari PLN harus ditambah berarti penambahan biaya. Karena daya itu P =
V.I, maka dengan bertambah besarnya daya berarti terjadi penurunan harga V dan naiknya
harga I. Dengan demikian daya aktif, daya reaktif dan daya nyata merupakan suatu kesatuan
yang kalau digambarkan seperti segi tiga siku-siku pada Gambar 1.

Dari Gambar 1 tersebut diperoleh bahwa perbandingan daya aktif (kW) dengan daya nyata
(kVA) dapat didefinisikan sebagai faktor daya (pf) atau cos r.

cos r = pf = P (kW) / S (kVA) ........(1) P (kW) = S (kVA) . cos r................(2)

Seperti kita ketahui bahwa harga cos r adalah mulai dari 0 s/d 1. Berarti kondisi terbaik yaitu
pada saat harga P (kW) maksimum [ P (kW)=S (kVA) ] atau harga cos r = 1 dan ini disebut
juga dengan cos r yang terbaik. Namun dalam kenyataannya harga cos r yang ditentukan oleh
PLN sebagai pihak yang mensuplai daya adalah sebesar 0,8. Jadi untuk harga cos r < 0,8
berarti pf dikatakan jelek. Jika pf pelanggan jelek (rendah) maka kapasitas daya aktif (kW)
yang dapat digunakan pelanggan akan berkurang. Kapasitas itu akan terus menurun seiring
dengan semakin menurunnya pf sistem kelistrikan pelanggan. Akibat menurunnya pf itu maka
akan muncul beberapa persoalan sbb:

a. Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi-rugi.
b. Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR.
c. Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan.
Secara teoritis sistem dengan pf yang rendah tentunya akan menyebabkan arus yang
dibutuhkan dari pensuplai menjadi besar. Hal ini akan menyebabkan rugi-rugi daya (daya
reaktif) dan jatuh tegangan menjadi besar. Dengan demikian denda harus dibayar
sebabpemakaian daya reaktif meningkat menjadi besar. Denda atau biaya kelebihan daya
reaktif dikenakan apabila jumlah pemakaian kVARH yang tercata dalam sebulan lebih tinggi
dari 0,62 jumlah kWH pada bulan yang bersangkutan sehingga pf rata-rata kurang dari 0,85.
Sedangkan perhitungan kelebihan pemakaian kVARH dalam rupiah menggunakan rumus sbb:

[ B - 0,62 ( A1 + A2 ) ] Hk

Dimana : B = pemakaian k VARH
A1 = pemakaian kWH WPB

A2 = pemakaian kWH LWBP

Hk = harga kelebihan pemakaian kVARH

Untuk memperbesar harga cos r (pf) yang rendah hal yang mudah dilakukan adalah
memperkecil sudut r sehingga menjadi r1 berarti r>r1. Sedang untuk memperkecil sudut r itu
hal yang mungkin dilakukan adalah memperkecil komponen daya reaktif (kVAR). Berarti
komponen daya reaktif yang ada bersifat induktif harus dikurangi dan pengurangan itu bisa
dilakukan dengan menambah suatu sumber daya reaktif yaitu berupa kapasitor.

Proses pengurangan itu bisa terjadi karena kedua beban (induktor dan kapasitor) arahnya
berlawanan akibatnya daya reaktif menjadi kecil. Bila daya reaktif menjadi kecil sementara
daya aktif tetap maka harga pf menjadi besar akibatnya daya nyata (kVA) menjadi kecil
sehingga rekening listrik menjadi berkurang. Sedangkan keuntungan lain dengan mengecilnya
daya reaktif adalah :

 Mengurangi rugi-rugi daya pada sistem.
 Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat.

Proses Kerja Kapasitor

Kapasitor yang akan digunakan untuk meperbesar pf dipasang paralel dengan rangkaian
beban. Bila rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan mengalir masuk ke kapasitor.
Pada saat kapasitor penuh dengan muatan elektron maka tegangan akan berubah. Kemudian
elektron akan ke luar dari kapasitor dan mengalir ke dalam rangkaian yang memerlukannya
dengan demikian pada saaat itu kapasitor membangkitkan daya reaktif. Bila tegangan yang
berubah itu kembali normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali elektron. Pada
saat kapasitor mengeluarkan elektron (Ic) berarti sama juga kapasitor menyuplai daya treaktif
ke beban. Keran beban bersifat induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-)
akibatnya daya reaktif yang berlaku menjadi kecil.

Rugi-rugi daya sebelum dipasang kapasitor :

Rugi daya aktif = I2 R Watt .............(5)
Rugi daya reaktif = I2 x VAR.........(6)

Rugi-rugi daya sesudah dipasang kapasitor :

Rugi daya aktif = (I2 - Ic2) R Watt ...(7)

Rugi daya reaktif = (I2 - Ic2) x VAR (8)

Pemasangan Kapasitor
Kapasitor yang akan digunakan untuk memperkecil atau memperbaiki pf penempatannya ada
dua cara :

1. Terpusat kapasitor ditempatkan pada:

a. Sisi primer dan sekunder transformator
b. Pada bus pusat pengontrol

2. Cara terbatas kapasitor ditempatkan

a. Feeder kecil
b. Pada rangkaian cabang
c. Langsung pada beban

Perawatan Kapasitor

Kapasitor yang digunakan untuk memperbaiki pf supaya tahan lama tentunya harus dirawat
secara teratur. Dalam perawatan itu perhatian harus dilakukan pada tempat yang lembab yang
tidak terlindungi dari debu dan kotoran. Sebelum melakukan pemeriksaan pastikan bahwa
kapasitor tidak terhubung lagi dengan sumber. Kemudian karena kapasitor ini masih
mengandung muatan berarti masih ada arus/tegangan listrik maka kapasitor itu harus
dihubung singkatkan supaya muatannya hilang. Adapun jenis pemeriksaan yang harus
dilakukan meliputi :

 Pemeriksaan kebocoran
 Pemeriksaan kabel dan penyangga kapasitor
 Pemeriksaan isolator


. MANFAAT KAPASITOR DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
· Untuk memilih frekuensi pada pesawat radio penerima.
· Untuk menghasilkan arus sesaat yang besar pada komponen blitz.
· Untuk menghilangkan bunga api pada sistem pengapian kendaraan bermontor.

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Stats:
views:2211
posted:4/15/2011
language:Indonesian
pages:20