e-Learning by Nerdi X.File41

Karakteristik, Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

IDevice Icon Karakteristik Kapasitor
Karakteristik Kapasitor, sbb:

Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 10^18 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 = C . V

                                            C = Capasitansi

                                            Q = Muatan

                                            V = Tegangan

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)

*besar kapasitansi ini telah ada ketentuannya
Berdasarkan kegunaannya kondensator di bagi menjadi : Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah). Kondensator elektrolit (Electrolit Condenser = Elco). Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)

Selain kapasitansi, Tegangan kerja dan Suhu maksimum merupakan karakteristik yang tertera pada setiap kapasitor.

Simulasi Pengisian dan Pengosongan Kapasitor
Dua hal yang perlu diperhatikan pada suatu kapasitor adalah saat pengisian dan pengosongan muatannya. Gambar di bawah ini adalah sebuah simulasi proses pengisian dan pengosongan pada sebuah kapasitor yang dirangkai pada sebuah rangkaian elektronika.

Kapasitor yang sudah diisi (charged) adalah semacam reservoir energi .Dalam pengisian (charging) dibutuhkan suatu aliran arus dari sumber tegangan . Bila pelat – pelat kapasitor tersebut hubung singkat dengan suatu penghantar maka akan terjadi pengosongan (discharging) pada kapasitor yang akan menimbulkan panas pada penghantar tersebut.

Energi yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan 1 coulomb pada tegangan 1 volt adalah sebesar 1 joule.

W = Q . V

Keterangan:
Q adalah muatan

                        V adalah tegangan
Animasi Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

Pada saat saklar S dihubungkan ke posisi 1 maka ada rangkaian tertutup antara tegangan V, saklar S, tahanan R, dan C. Arus akan mengalir dari sumber tegangan Kapasitor melalui tahanan R. Hal ini akan menyebabkan naiknya perbedaan potensial pada Kapasitor Dengan demikian, arus akan menurun sehingga pada suatu saat tegangan sumber akan sama dengan perbedaan potensial pada Kapasitor. Akan tetapi arus akan menurun sehingga pada saat tegangan sumber sama dengan perbedaan potensial pada Kapasitor dan arus akan berhenti mengalir (I = 0).

Pada saat saklar S dihubungkan pada posisi 2. pada saat itu kapasitor masih penuh muatannya. Karena itu arus akan mengalir melalui tahanan R. Pada saat sampai terjadi proses pengosongan kapasitor , tegangan kapasitor akan menurun sehingga arus yang melalui tahanan R akan menurun. Pada saat kapasitor sudah membuang seluruh muatannya (Vc = 0) sehingga demikian aliran arus pun berhenti (I = 0).
Aliran arus saat Pengisian dan Pengosongan Kapasitor
Grafik Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

t = R.C

Keterangan:

t adalah konstanta waktu dalam detik

R adalah konstanta dalam Ohm (Ω)

                        C adalah kapasitansi dalam farad

Licensed under the Creative Nerdi X.File41 Nababan

Media Pembelajaran Memahami Dasar-Dasar Elektronika. Pendidikan Teknik Elektro. Fakultas Teknik UNIMED 2011