Kapasitor
dan Induktor
1.
Pengertian
Kapasitor dan Induktor
a.
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 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan
tersebut.
b.
Induktor adalah komponen
yang tersusun dari lilitan kawat. Induktor termasuk juga komponen yang dapat menyimpan
muatan listrik. Bersama kapasitor induktor dapat berfungsi sebagai rangkaian
resonator yang dapat beresonansi pada frekuensi tertentu.
2. Jenis – Jenis Kapasitor
dan Induktor
a.
Jenis – jenis kapasitor
1.
Kapasitor Nonpolar
Kapasitor nonpolar merupakan jenis kapasitor yang memiliki
kapasitas yang tetap, kapasitor ini memiliki kapasitas yang tidak terlalu
besar.
Kapasitor jenis ini biasanya terbuat dari bahan
kertas, mica, keramik, mylar dan lain sebagainya. Jenis bahan pembuat kapasitor
memiliki karakteristik yang berbeda-beda, sehingga memiliki kekurangan dan
kelebihan masing-masing.
contoh Kapasitor Nonpolar:
Kapasitor Keramik (Ceramic Capasitor)
Kapasitor
Keramik adalah Kapasitor yang Isolatornya terbuat dari Keramik dan berbentuk
bulat tipis ataupun persegi empat. Kapasitor Keramik tidak memiliki arah atau
polaritas, jadi dapat dipasang bolak-balik dalam rangkaian Elektronika. Pada
umumnya, Nilai Kapasitor Keramik berkisar antara 1pf sampai 0.01µF.
Kapasitor
yang berbentuk Chip (Chip Capasitor) umumnya terbuat dari bahan Keramik yang
dikemas sangat kecil untuk memenuhi kebutuhan peralatan Elektronik yang
dirancang makin kecil dan dapat dipasang oleh Mesin Produksi SMT (Surface Mount
Technology) yang berkecepatan tinggi.
Kapasitor Polyester (Polyester Capacitor)
Kapasitor
Polyester adalah kapasitor yang isolatornya terbuat dari Polyester dengan
bentuk persegi empat. Kapasitor Polyester dapat dipasang terbalik dalam
rangkaian Elektronika (tidak memiliki polaritas arah)
Kapasitor Kertas (Paper Capacitor)
Kapasitor
Kertas adalah kapasitor yang isolatornya terbuat dari Kertas dan pada umumnya
nilai kapasitor kertas berkisar diantara 300pf sampai 4µF. Kapasitor Kertas
tidak memiliki polaritas arah atau dapat dipasang bolak balik dalam Rangkaian
Elektronika.
Kapasitor Mika (Mica Capacitor)
Kapasitor
Mika adalah kapasitor yang bahan Isolatornya terbuat dari bahan Mika. Nilai
Kapasitor Mika pada umumnya berkisar antara 50pF sampai 0.02µF. Kapasitor Mika
juga dapat dipasang bolak balik karena tidak memiliki polaritas arah.
2.
Kapasitor Polar atau Kapasitor Elektrolit
Sesuai dengan namanya kapasitor ini memiliki polaritas pada kedua kakinya yaitu polaritas positif (+) dan polaritas negatif (-). Kapasitor ini termasuk dalam kelompok kapasitor yang memiliki nilai kapasitas yang tetap dan memiliki nilai kapasitas yang besar.
Sesuai dengan namanya kapasitor ini memiliki polaritas pada kedua kakinya yaitu polaritas positif (+) dan polaritas negatif (-). Kapasitor ini termasuk dalam kelompok kapasitor yang memiliki nilai kapasitas yang tetap dan memiliki nilai kapasitas yang besar.
Untuk C1
merupakan simbol gaya Eropa (Europe Syle) dan C2 adalah simbol gaya Amerika
(American Style). Untuk pemberian nilai kapasitas, pada kapasitor elektrolit
ditulis secara langsung lengkap dengan satuan dan tegangan maksimum, serta
simbol polaritas-nya.
Catatan: Ledakan dapat terjadi jika pemasangan polaritas-nya terbalik atau tegangan yang diberikan pada kapasitor ini melebihi tegangan maksimum-nya.
Kaki yang memiliki polaritas negatif berdekatan dengan tanda garis vertikal pada bodi kapasitor, atau kaki yang berpolaritas positif memiliki ukuran yang lebih panjang daripada kaki yang berpolaritas negatif.
Catatan: Ledakan dapat terjadi jika pemasangan polaritas-nya terbalik atau tegangan yang diberikan pada kapasitor ini melebihi tegangan maksimum-nya.
Kaki yang memiliki polaritas negatif berdekatan dengan tanda garis vertikal pada bodi kapasitor, atau kaki yang berpolaritas positif memiliki ukuran yang lebih panjang daripada kaki yang berpolaritas negatif.
Contoh
Kapasitor Polar :
Kapasitor Elektrolit (Electrolyte Capacitor)
Kapasitor
Elektrolit adalah kapasitor yang bahan Isolatornya terbuat dari Elektrolit
(Electrolyte) dan berbentuk Tabung / Silinder. Kapasitor Elektrolit atau
disingkat dengan ELCO ini sering dipakai pada Rangkaian Elektronika yang
memerlukan Kapasintasi (Capacitance) yang tinggi. Kapasitor Elektrolit yang
memiliki Polaritas arah Positif (-) dan Negatif (-) ini menggunakan bahan
Aluminium sebagai pembungkus dan sekaligus sebagai terminal Negatif-nya. Pada
umumnya nilai Kapasitor Elektrolit berkisar dari 0.47µF hingga ribuan
microfarad (µF). Biasanya di badan Kapasitor Elektrolit (ELCO) akan tertera
Nilai Kapasitansi, Tegangan (Voltage), dan Terminal Negatif-nya. Hal yang perlu
diperhatikan, Kapasitor Elektrolit dapat meledak jika polaritas (arah)
pemasangannya terbalik dan melampui batas kamampuan tegangannya.
Kapasitor Tantalum
Kapasitor
Tantalum juga memiliki Polaritas arah Positif (+) dan Negatif (-) seperti
halnya Kapasitor Elektrolit dan bahan Isolatornya juga berasal dari Elektrolit.
Disebut dengan Kapasitor Tantalum karena Kapasitor jenis ini memakai bahan
Logam Tantalum sebagai Terminal Anodanya (+). Kapasitor Tantalum dapat
beroperasi pada suhu yang lebih tinggi dibanding dengan tipe Kapasitor
Elektrolit lainnya dan juga memiliki kapasintansi yang besar tetapi dapat
dikemas dalam ukuran yang lebih kecil dan mungil. Oleh karena itu, Kapasitor
Tantalum merupakan jenis Kapasitor yang berharga mahal. Pada umumnya dipakai
pada peralatan Elektronika yang berukuran kecil seperti di Handphone dan
Laptop.
3.
Kapasitor Variabel
Kapasitor
variabel adalah kapasitor yang nilai kapasitas-nya dapat diubah-ubah sesuai
keinginan. Oleh karena itu kapasitor ini di kelompokan ke dalam kapasitor yang
memiliki nilai kapasitas yang tidak tetap.
potensiometer kapasitor memiliki tuas untuk diputar atau biasa disebut rotor, dan bagian yang diam disebut stator. Kapasitor variabel dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran, nilai kapasitas-nya mulai dari beberapa pF hingga ratusan pF keatas. Kapasitor variabel biasa terdapat pada pesawat radio penerima, biasanya kapasitor variabel digunakan sebagai tuning untuk mencari frekuensi radio dari pemancar.
potensiometer kapasitor memiliki tuas untuk diputar atau biasa disebut rotor, dan bagian yang diam disebut stator. Kapasitor variabel dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran, nilai kapasitas-nya mulai dari beberapa pF hingga ratusan pF keatas. Kapasitor variabel biasa terdapat pada pesawat radio penerima, biasanya kapasitor variabel digunakan sebagai tuning untuk mencari frekuensi radio dari pemancar.
Contoh Kapasitor Variabel :
VARCO (Variable Condensator)
VARCO
(Variable Condensator) yang terbuat dari Logam dengan ukuran yang lebih besar
dan pada umumnya digunakan untuk memilih Gelombang Frekuensi pada Rangkaian
Radio (digabungkan dengan Spul Antena dan Spul Osilator). Nilai Kapasitansi
VARCO berkisar antara 100pF sampai 500pF
Trimmer
Trimmer
adalah jenis Kapasitor Variabel yang memiliki bentuk lebih kecil sehingga
memerlukan alat seperti Obeng untuk dapat memutar Poros pengaturnya. Trimmer
terdiri dari 2 pelat logam yang dipisahkan oleh selembar Mika dan juga terdapat
sebuah Screw yang mengatur jarak kedua pelat logam tersebut sehingga nilai
kapasitansinya menjadi berubah. Trimmer dalam Rangkaian Elektronika berfungsi
untuk menepatkan pemilihan gelombang Frekuensi (Fine Tune). Nilai Kapasitansi
Trimmer hanya maksimal sampai 100pF.
b.
Jenis – Jenis Induktor
Berdasarkan Bentuk dan Bahan intinya :
1.
Air Core Inductor, yaitu inductor
yang menggunakan udara sebagai intinya.
2.
Iron core inductor, yaitu inductor
yang menggunakan besi sebagai intinya.
3.
Ferrite core inductor, yaitu
inductor yang menggunakan ferit sebagai intinya.
4.
Torroidal core inductor, yaitu induktor
yang menggunakan bentuk O ring (Bentuk donat) sebagai intinya.
5.
Laminated Core Induction, yaitu
induktor yang terdiri dari beberapa lapisan lempengan logam yang di tempelkan
secara parallel. Masing masing lempengan logam diberikan isolator.
6.
Variabel Inductor, yaitu inductor
yang nilai induktansinya dapat diatur sesuai dengan keinginan. Inti dari
variable inductor pada umumnya terbuat dari bahan Ferrit yang dapat di putar-
putar.
3. Fungsi Kapasitor
dan Induktor
a.
Fungsi
kapasitor
1.
Sebagai Penyimpan arus atau tegangan
listrik
2.
Sebagai Konduktor yang dapat
melewatkan arus AC (Alternating Current)
3.
Sebagai Isolator yang menghambat
arus DC (Direct Current)
4.
Sebagai Filter dalam Rangkaian Power
Supply (Catu Daya)
5.
Sebagai Kopling
6.
Sebagai Pembangkit Frekuensi dalam
Rangkaian Osilator
7.
Sebagai Penggeser Fasa
8.
Sebagai Pemilih Gelombang Frekuensi
(Kapasitor Variabel yang digabungkan dengan Spul Antena dan Osilator)
9.
Untuk memilih frekuensi pemancar
pada pesawat radio.
10.
Untuk menghilangkan percikan apai
pada sistem pengapian mobil.
b.
Fungsi Induktor
1.
Penyimpanan arus listrik dalam bentuk
medan magnet
2.
Menahan arus bolak-balik (AC)
3.
Meneruskan/meloloskan arus searah
(DC)
4.
Sebagai penapis (filter) sebagai
penalaan (tuning)
5.
Kumparan/coil ada yang memiliki inti
udara, inti besi, atau inti ferit.
6.
Tempat terjadinya gaya magnet
7.
Pelipat gandaan tegangan
8.
Pembangkit getaran
4.
Cara
Kerja dari Kapasitor dan Induktor
a. Cara
kerja dari Kapasitor
Jika muatan positip (+) diberikan
pada salah satu plat dan plat yang lain diberi muatan negatip (-) maka sifat
muatan pada kondisi ini akan saling tarik menarik, tetapi karena adanya lapisan
isolasi elektron-elektron itu tertahan dan tidak akan pernah mengalir, sehingga
muatan listrik akan terjebak pada masing-masing plat dan terserap keseluruh
kepingan plat, kepingan plat membutuhkan waktu untuk mengisi muatan (Charge)
sehingga mencapai tegangan maksimum yang diberikan, dan selama tidak ada
rangkaian konduksi yang dapat menarik atau mengeluarkan muatan listrik dari
kapasitor, muatan listrik akan terus tersimpan pada kapasitor
b.
Cara Kerja dari Indukator
Dalam rangka untuk memahami cara kerja induktor,
yang pertama harus membayangkan sirkuit listrik sederhana yang terdiri dari
sebuah bola lampu pijar dihubungkan secara paralel dengan sebuah
induktor. Sirkuit ini didukung melalui baterai juga terhubung secara
paralel dengan lampu melalui switch. Katakanlah kita menekan
saklar. Akal sehat mengatakan kepada kita bahwa karena kumparan memiliki
hambatan listrik lebih rendah dari bola lampu, akan bertindak sebagai hambatan
listrik dan mencegah lampu dari memancarkan cahaya.
Namun, kenyataannya sangat berbeda. Ketika
saklar dihidupkan, lampu menyala terang pada awalnya sebelum peredupan ke
intensitas cahaya lebih rendah. Efek yang sama terjadi ketika saklar
dimatikan, yaitu setelah mengalami kecerahan tinggi lampu berhenti memancarkan
cahaya sepenuhnya.
Hal ini disebabkan induktansi. Ketika arus
mulai mengalir melalui kumparan menghasilkan medan magnet yang mencoba untuk
menghentikan arus mengalir melalui kumparan dengan menghasilkan arus kedua
tetapi dalam arah yang berlawanan. Meskipun, ketika medan magnet
terbentuk, arus kembali normal. Atau, ketika arus dihentikan, medan
magnet mencoba untuk mengkompensasi untuk mempertahankan dengan menghasilkan
arus listrik melalui koil. Dengan demikian medan magnet tidak bisa lagi
dipertahankan dan hilang, sehingga bola lampu menyala hanya sebentar.
Inilah karateristik induktor, saat kehilangan
sumber tegangan dia akan memberikan tegangan keluar untuk sesaat. Saat mendapat
tegangan induktor juga memiliki karateristik menjadikan intinya bersifat
magnet (untuk inti besi tentu). Karakteristik magnet ini juga saring dimanfaatkan
dalam berbagai perangkat elektronika.
5.
Aplikasi yang menggunakan Kapasitor dan Induktor
a. Aplikasi yang menggunakan Kapasitor
Lampu flash pada kamera dan mobil
arah panahnya pada saklar. Lampu
dilambangkan oleh R2. Dan R1 itu resistansi intrinsik
baterai dan konduktor (kabel). Jadi waktu flashnya mati (kamera tidak
digunakan), maka saklar akan menempel di terminal nomor 1. Rangkaiannya bakal
jadi kayak di gambar kedua (tengah). Pada keadaan ini, batere yang dilambangkan
sumber tegangan vs alias voltage source akan mengisi
kapasitor. Sedangkan lampu (R2) gak terhubung ke sistem. Ingat
karena sumbernya listrik searah, setelah kapasitor penuh gak akan ada listrik
yang mengalir di rangkaian.
Ketika kalian motret, “cekrekk!!”, saklar akan
pindah dari terminal 1 ke terminal nomor 2 sesuai arah tanda panah. Rangkaian
akan berubah jadi seperti gambar ketiga (kanan). Pada kondisi ini, baterai
menjadi tidak tersambung ke rangkaian. Rangkaiannya jadi kapasitor dan lampu
saja. Muatan negatif (elektron) yang tersimpan di salah satu kutub kapasitor
akan mengalir ke kutub lainnya sampai jumlahnya sama (tegangan sama). Aliran
elektron alias arus listrik ini menyalakan lampu flash (R2). Ketika
tegangan sudah sama, artinya energi potensial kapasitor 0 artinya tidak ada elektron yang mengalir
lagi, maka flashnya akan mati. proses berlangsung cepat. Waktu pelepasan energi
(discharge) di kapasitor itu tergantung sama nilai kapasitansinya.
Setelah selesai, saklar akan balik ke nomor 1 lagi, dan kapasitor akan diisi
lagi oleh baterai. Begitu seterusnya.
Touchscreen
Ada banyak metode touchscreen, salah
satunya adalah capacitive touchscreen. Pada metode ini, layar monitor
bertindak sebagai dielektrik. Di bawahnya ada lapisan konduktor. Karena konduktivitas
jari dan udara berbeda, ketika kita menyentuh smartphone maka akan
mendeteksi adanya perubahan kapasitansi di area yang kita sentuh. Informasi ini
yang berikutnya akan diolah oleh prosesor.
Hal ini secara umum disebut capacitive
sensing. Contoh lain adalah dengan mencelupkan dua konduktor ke dalam air,
kita akan mendapatkan kapasitor dengan dielektrik berupa campuran udara dan air
dengan komposisi tertentu sesuai ketinggian air. Dari sini kita dapat
mengukur kedalaman/ketinggian air dengan melihat perubahan kapasitansi akibat
perubahan tinggi air. Sensor ini disebut dengan water level sensor.
Misalnya kita ingin membuat pengisi air sawah
otomatis. Katakanlah suatu sawah ketinggian airnya harus 30 cm. Karena
terjadi penguapan saat siang hari, ketinggian air sawah bakal berkurang. Ini
akan menyebabkan perubahan nilai kapasitansi pada sensor. Kalo udah melewati
batas tertentu, nanti akan ada sistem pengisi air otomatis yang akan mengisi
air ke sawah dan berhenti mengisi kalo kapasitansi sensor udah sesuai dengan
nilai awal saat ketinggian air sawah.
b.
Aplikasi yang
menggunakan Induktor
Speaker modern yang sederhana. Seorang pembicara dengan magnet dan kumparan
yang digunakan untuk menghasilkan suara.
Dalam memori komputer. Induktansi dalam elektronik modern juga digunakan dalam
memori komputer. Penyimpanan magnetik menggunakan pola yang berbeda dari
magnetisasi pada permukaan dilapisi magnetis untuk menyimpan informasi. Berbeda
daerah magnet pada pita (atau disk) menginduksi sinyal dari mana informasi
tersebut kemudian diakses.
Alat seismograf. Aplikasi lain adalah alat seismograf untuk mendeteksi dan
merekam intensitas, arah dan durasi gerakan tanah. Ini berisi kumparan tetap
dan magnet tergantung pada musim semi (atau sebaliknya).
Sebuah sirkuit interrupter kesalahan
tanah (GFCI) memberikan keamanan tambahan (yang
pemutus sirkuit tidak bisa) dengan menghentikan arus dalam korsleting sirkuit .
Hal ini dilakukan dengan induktansi. Jika sakelar mendeteksi bahwa ada
kebocoran saat ini, menghasilkan EMF dan arus dalam arah yang berlawanan dari
arus aslinya.
Referensi
Comments