Jika sebelumnya kita belajar tentang tentang kode warna resistor lengkap dengan cara menghitung nilainya kali ini kita akan membahas mengenai alat elektronik lainnya yaitu kapasitor mulai dari fungsi kapasitor, satuan kapasitansi, macam atau jenis, serta kode-kode yang digunakan dalam kapasitor berikut dengan cara membaca nilai kapasitor polar dan non polar.
Apa Itu Kapasitor dan Bagaimana Prinsip Kerjanya?
Apa itu Kapasitor?
Kapasitor atau yang biasa disebut dengan kondensator adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi menyimpan energi dan melepaskannya dengan cepat.
Komponen ini hampir selalu kita jumpai pada semua peralatan elektronik mulai dari radio, televisi, kipas angin, dll.
Prinsip Kerja Kapasitor
Sebuah kapasitor yang sederhana pada dasarnya terdiri dari 2 keping pelat paralel yang dipisahkan oleh daerah non-conductive.
Daerah non konduktor ini biasanya menggunakan bahan yang umumnya disebut dengan bahan dielektrik yaitu sejenis bahan isolator listrik yang dapat dipolarisasikan atau dikutubkan dengan cara ditempatkannya ke dalam medan listrik.
Bila bahan dielektrik ditempatkan di medan listrik, muatan listrik tidak mengalir melalui bahan tersebut seperti pada bahan konduktor, namun hanya sedikit bergeser dari rata-rata posisi setimbangnya sehingga menyebabkan polarisasi yang disebut dengan polarisasi dielektrik.
Bila kedua plat dihubungkan ke sumber tegangan DC atau tegangan searah misalnya baterai, elektron “didorong” ke satu pelat oleh terminal negatif baterai, sementara elektron “ditarik” dari pelat lainnya oleh terminal positif baterai.
Jika perbedaan muatan antara kedua pelat tersebut terlalu besar maka akan terjadi percikan atau “spark” yang melompati celah diantara kedua pelat tersebut dan membuang muatan yang tersimpan (discharge).
Untuk meningkatkan jumlah muatan pada pelat bahan dielektrik yang berupa non-conductive atau isolator ditempatkan diantara kedua plat tersebut.
Fungsi dielektrik tersebut dalam kapasitor adalah sebagai pemblokir percikan atau “spark blocker” yang bermanfaat untuk dapat meningkatkan kapasitas muatan kapasitor.
Nilai kapasitansi atau kapasitas muatan kapasitor ini juga tergantung pada bahan dielektrik yang digunakannya.
Jika konstanta bahan dielektrik atau permitivitas bahan yang bernilai besar maka nilai kapasitasnya juga akan menjadi besar.
Berikut ini adalah contoh nilai permivitas dari beberapa bahan :
- Udara nilai permivitasnya adalah 1
- Kertas nilai permivitasnya antara 2,5 s/d 3,5
- Kaca nilai permivitasnya antara 3 s/d 10
- Mika nilai permivitasnya antara 5 s/d 7
Faktor-faktor lain yang dapat mempengaruhi tingkat kapasitansi kapasitor adalah luas daerah permukaan kepingan pelat dan jarak antara pelat paralel tersebut.
Semakin luas kepingan pelat-pelat maka semakin besar pula nilai kapasitansinya.
Namun nilai kapasitansi ini berbanding terbalik dengan jarak antara kepingan pelat-pelatnya. Semakin dekat jarak antara kedua pelatnya, semakin besar pula nilai kapasitansinya.
Rumus Kapasitor
Dimana :
C : Kapasitansi kapasitor
ε0 : Permitivitas hampa
εr : Permitivitas relatif
A : Luas pelat atau keping
d : jarak antara pelat atau tebal dielektrik
Fungsi Kapasitor dalam Rangkaian Listrik
Berikut ini adalah bebeberapa Fungsi kapasitor :
- Penstabil Arus Listrik
Kapasitor memegang bagian penting dalam sebuah sirkuit logika switching berkecepatan tinggi.
Dengan level tegangan sirkuit berkecepatan tinggi seperti yang disebutkan diatas, maka arus yang seharusnya stabil dapat berfluktuatif sehingga menimbulkan sinyal gangguan.
Nah kapasitor decoupling yang diletakkan dalam sirkuit tersebut berfungsi untuk menstabilkan arus dan meminimalkan sinyal kebisingan yang diakibatkan oleh arus listrik yang tidak stabil.
Baca Juga : Tang Ampere Alat Ukur Arus Listrik
- Impededansi / Penghemat Daya Listrik
Kapasitor mampu menghemat daya listrik pada rangkaian yang mengubah energi menjadi cahaya seperti lampu neon.
-
Sebagai filter atau penyaring
Biasanya dipakai pada sistem radio, TV, amplifier, dan lainnya.
Filter pada radio dipakai untuk menyaring atau penghambatan / gangguan dari luar.
- Kapasitor sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik sementara
Contoh pada angkaian seperti gambar diatas dimana ada sumber tegangannya 12 volt kemudian ada saklar, kapasitor, dan lampu.
Pada saat kondisi saklar menempel di A maka arus akan mengalir ke kapasitor sehingga kapasitor ini akan menyimpan arus atau tegangan listriknya sesuai dengan tegangan yang diberikan.
Pada saat saklar ini dipindahkan ke B maka perlahan-lahan kapasitor ini akan mengeluarkan muatan listriknya sehingga lampu akan menyala tetapi hanya sementara sampai muatan listrik yang ada di kapasitor tersebut habis.
Baca Juga : Multimeter Analog atau Avometer Untuk Mengukur Tegangan Listrik
-
Sebagai kopling
Kapasitor sebagai kopling atau penghubung amplifier tingkat rendah ke tingkat yang lebih tinggi.
Pada power supply sebagai kopling diantara rangkaian tertentu dengan rangkaian lainnya.
- Sebagai isolator untuk memperlambat arus DC / searah
Dalam suatu rangkaian daya penyearah, filter kapasitor berfungsi untuk menghilangkan komponen AC dan menghasilkan keluaran DC lebih halus.
Untuk mengoperasikan efek dari filter kapasitor dalam rangkaian yang membutuhkan keakuratan, kombinasi rangkaian paralel kapasitor sering digunakan untuk hal ini.
-
Mencegah terjadinya lonjakan listrik
Lonjakan listrik biasanya terjadi pada kumparan karena terjadi kejutan sehingga dengan adanya kapasitor dapat mencegah terjadinya hal tersebut
Beberapa fungsi kapasitor dalam rangkaian listrik lainnya antara lain adalah :
- Pada pesawat penerima radio fungsinya buat memilih panjang frekuensi atau gelombangnya akan ditangkap.
- Jika berbicara pada rangkaian sebuah antena, maka kapasitor berfungsi sebagai frekuensi.
- Sebagai filter atau penyaring dalam rangkaian power supply
- Sebagai konduktor yang bisa melewatkan arus AC
- Sebagai isolator yang bisa menghambat arus DC
- Ada juga kapasitor yang digabung dengan osilator dan spul yang berfungsi untuk pemilih gelombang frekuensi
- sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian osilator
- Sebagai penggeser
Jenis-Jenis Kapasitor
Seperti yang sudah diuraikan diatas, dimana pada kapasitor terdapat bahan dielektrik. Nah bahan dielektrik inilah yang menjadi nama dari kapasitor tersebut, misalnya bahan dielektriknya dari keramik maka disebutlah kapasitor keramik, atau bahan dielektriknya dari kertas maka disebut kapasitor kertas.
Karena bahan dielektrik yang digunakan dalam pembuatan kapasitor bermacam-macam maka muncullah berbagai macam jenis kapasitor.
Bentuk kapasitorpun juga bermacam-macam, namun pada dasarnya kapasitor terdiri dari 2 buah lempengan logam yang berdekatan dan disekat atau dipisahkan dengan bahan dielektrik bahan yang tidak bisa dialiri listrik.
Dipasaran kita dapat menemukan beberapa jenis kapasitor, berikut ini adalah beberapa jenis kapasitor yang mungkin sudah kita kenal :
-
Kapasitor Keramik
Bentuknya seperti pada gambar diatas, setiap kita bongkar perangkat elektronik pasti selalu menemukan kapasitor keramik ini. Bahan dielektrik kapasitor ini terbuat dari bahan keramik.
Adapun kapasitansinya untuk kapasitor keramik ini berkisar dari beberapa piko farad s/d beberapa puluh nano farad saja.
Komponen ini sangat umum digunakan hampir pada semua rangkaian elektronika, terutama yang berhubungan dengan frekuensi tinggi.
-
Kapasitor Film Polyester
Kapasitor Film Polyester sering disebut kapasitor milar. Bentuknya seperti pada gambar diatas mirip permen.
Kapasitor ini juga sangat umum dan selalu kita jumpai hampir pada semua rangkaian elektronika dan kapasitasnya pun tidak terlalu besar namun biasanya lebih besar daripada kapasitor keramik. Berkisar dari beberapa ratus piko farad sampai bisa mencapai lebih daripada satu mikro farad.
Kapasitor ini sangat umum digunakan untuk sama pada perangkat angkat audio.
-
Kapasitor Mika
Dari namanya dapat diketahui bahwa bahan dielektriknya terbuat dari mika. Adapun kapasitansinya juga tidak terlalu besar berkisar dari beberapa piko farad sampai beberapa puluh nano farad saja.
Kapasitor ini sering kita jumpai di perangkat-perangkat frekuensi tinggi tetapi juga tidak jarang kita jumpai di rangkaian-rangkaian audio.
-
Kapasitor Kertas
Sesuai namanya, bahan dielektrik kapasitor ini terbuat dari kertas dan bentuk juga bermacam-macam. Kapasitasnya bisa mencapai beberapa mikro farad. Dan jika teman-teman sering membongkar peralatan elektronik pastinya juga sering menjumpai kapasitor ini.
-
Kapasitor Polystyrene
Bahan dielektriknya terbuar dari polystyrene. Kapasitansi dari kapasitor ini juga tidak terlalu besar mulai dari beberapa puluh Pico farad sampai beberapa ratus nano farad.
-
Kapasitor polypropylene
Kapasitor ini kapasitansinya mulai dari beberapa nano farad sampai beberapa micro farad dan mungkin harganya juga relatif agak lebih mahal.
-
Kapasitor Tantalum
Meskipun bentuknya relatif kecil namun kapasitansinya hampir sama dengan elco sehingga kapasitor ini sering digunakan pada perangkat kecil seperti komputer dan ponsel dimana biasanya sebagai ganti elco mereka menggunakan kapasitor tantalum ini.
Namun untuk di handphone itu yang jenis SMD dan kapasitor ini ada polaritasnya sehingga tidak boleh terbalik memasangnya karena ada kaki minus dan kaki plusnya.
Sehingga jika teman-teman ingin mengganti atau memasang kapasitor ini hendaknya benar-benar diperhatikan kaki minus dan kaki plusnya.
-
Kapasitor Elektrolit
Electrolit Condensator atau elco, bahan dielektriknya terbuat dari kertas yang dibasahi cairan elektrolit dan kapasitor ini sangat besar kapasitansinya mulai dari di bawah 1 mikro farad sampai mencapai puluhan ribu mikro farad.
Kapasitor ini sering di pakai untuk filtering terutama pada power supply, adaptor, khususnya power supply atau adaptor untuk power amplifier yang besar.
Biasanya banyak sekali kita menjumpai Elco yang ukurannya besar yang kapasitansinya puluhan ribu mikro farad dan untuk elco ini tentunya juga ada polaritasnya sehingga jangan sampai terbalik.
Kita harus hati-hati pada saat memasang atau mengganti elco ini karena jika terbalik bisa membuat elco tersebut rusak bahkan jika tegangannya maksimal bisa meletus.
-
Solid kapasitor
Bentuk, kapasitas, dan fungsi kapasitor ini sama dengan elco, namun lebih bagus daripada elco karena lebih tahan lama, lebih tahan panas. Kapasitor jenis ini juga ada polaritasnya.
Kapasitor jenis ini sudah mulai banyak digunakan khususnya pada peralatan komputer untuk bagian motherboardnya.
-
Kapasitor Super
Namanya “super” maka kapasitor ini tentunya diatas kapasitor yang lain karena selain kualitasnya lebih bagus, kapasitansinya juga jauh diatas kapasitor yang lain.
Jika elco biasanya mempunyai kapasitansi paling besar cuma puluhan ribu mikro farad, namun kapasitor super ini bisa mencapai ratusan farad.
-
Kapasitor Variabel
Nilai di dalam kapasitor ini tidak tetap, jadi bisa berubah-rubah dan bisa diatur. Ketika kita memutar tuasnya maka kapasitansinya akan berubah.
Kapasitor ini ada 2 macam yaitu :
-
- Yang besar ini sering disebut dengan varko “variabel kondensator”
- Yang kecil dimana untuk memutar tuasnya harus menggunakan obeng
Fungsi kapasitor untuk kedua jenis tersebut sama yaitu ketika diputar maka kapasitansinya berubah. Kapasitor ini sering digunakan pada system tuning gelombang radio.
Simbol Kapasitor Non Polar dan Polar
Untuk jenis kapasitor keramik, polyester, milar, kertas, dan mika dimana merupakan kapasitor non polar mempunyai simbol kapasitor seperti dibawah ini :
Kapasitor non polar tidak mempunyai polaritas sehingga pemasangannya bisa dibolak balik atau dengan kata lain jika mau dipasang terbalikpun tetap aman dan tidak korslet karena tidak ada polaritasnya.
Untuk yang kapasitor elektrolit (elco) dan kapasitor tantalum termasuk jenis kapasitor polar.
Simbol kapasitor polar dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Mungkin teman-teman jika melihat rangkaian listrik pernah melihat simbol baik kapasitor polar baik yang diatas, ditengah, ataupun dibawah pada gambar diatas.
Sesuai dengan namanya, kapasitor polar mempunyai polaritas sehingga pemasangannya tidak bisa terbalik atau harus benar-benar diperhatikan mana kaki plus dan mana kaki minus. Jika terbalik maka kapasitor tersebut bisa meletus.
Satuan Kapasitor
Pemahaman satuan kapasitor ini tentunya penting, tidak lucu kan jika kita ingin mengganti komponen kapasitor ataupun membeli sebuah kapasitor namun nilai dan satuannya tidak kita pahami.
Satuannya kapasitor adalah farad, mili farad, mikro farad, nano farad, dan pico farad.
- 1 farad = 1.000 mili farad
- 1 farad = 1.000.0000 mikro farad
- 1 farad = 1.000.0000.000 nano farad
- 1 farad = 1.000.0000.000.000 Pico farad
Kode Pada Kapasitor
Untuk membaca nilai dari kapasitor, kita harus memahami kode-kode huruf yang ada di dalam body kapasitor tersebut. Supaya mudah dimengerti, yuk kita coba pelajari bersama.
-
Kapasitor Non-Polar
Berikut ini adalah tabel penjelasannya mengenai arti kode di dalam bodi kapasitor :
Kode huruf A ; D ; E ; G ; H adalah kode huruf tegangan
Sedangkan
Kode huruf F ; G ; J ; K ; M adalah kode huruf toleransi
Misal :
Kalau huruf A berarti tegangan,
Bagaimana jika kode huruf J ?
Huruf J tidak ada pada tabel kode huruf tegangan, karena huruf J disini berarti ini toleransi dengan nilai toleransi yaitu ± 5 % ,
Lalu bagaimana dengan nilai 250 V?
Angka tersebut tidak ada dalam tabel karena V disini adalah volt
Untuk lebih memahami berikut ini adalah contohnya :
Kapasitor milar dengan kode 104J250V seperti tampilan gambar dibawah ini :
Bagaimana membaca nilainya ?
-
- 1 = Nilai pertama
- 0 = Nilai kedua
- 4 = faktor pengali
- J = Toleransi
- 250 V
Sehingga jika ditulis hasilnya adalah 10000
Dalam kapasitor non-polar satuannya adalah pico farad.
Jadi nilai kapasitor ini adalah 100.000 Pico farads dengan toleransi ± 5%
Karena seperti yang dapat dilihat pada tabel diatas dimana kode huruf J adalah toleransi ± 5% dengan tegangan kerja = 250 volt. Nah jika jika dijadikan satuan nano farad maka menjadi 100 nF ± 5% dengan tegangan kerja 250 V
Mudah kan?
Baiklah kita berikan contoh yang lain lagi…
Berikut ini adalah contoh cara membaca kode kapasitor non polar dengan kode angka 2A222J seperti pada gambar dibawah ini :
Untuk mempermudah membaca nilai dari kapasitor diatas, berikut ini adalah tabel petunjuknya.
Bagaimana cara membacanya?
-
- Kode Angka 2 (2A222J) pada angka pertama menunjukkan jumlah nol untuk tegangan.
- Kode huruf A (2A222J) pada huruf pertama merupakan kode tegangan dengan nilai 1 seperti pada tabel yang telah ditampilkan pada contoh pertama diatas.
- Kode angka 2 (2A222J) pada angka kedua adalah nilai pertama.
- Kode angka 2 (2A222J) pada angka ketiga adalah nilai kedua.
- Kode angka 2 (2A222J) pada angka keempat atau terakhir adalah faktor pengali.
- Kode huruf J adalah Toleransi.
Jadi jika ditulis hasilnya adalah 2200 ± 5 % dan tegangan kerjanya 100 volt
Jadi nilai kapasitansi untuk kapasitor diatas adalah 2200 pico farad ± 5% tegangan kerja 100 volt.
Jika dijadikan nano farad maka hasilnya adalah 2.2 nano farad ± 5% tegangan kerja 100 volt
-
Kapasitor Polar
Nah sekarang, bagaimana cara untuk membaca kapasitor polar?
Untuk membaca kapasitor polar relatif lebih mudah karena dalam bentuk fisik kapasitor polar tersebut sudah tertulis nilainya.
Contoh pada gambar diatas…
470 mikro farad 50 volt, tegangan kerjanya 50 volt.
Namun seperti yang telah diuraikan diatas, untuk kaki elco tidak boleh dibolak balik.
Lalu mana kaki yang plus dan mana kaki yang minus?
Pada bodi elco umumnya ada tanda negatif (pada gambar diatas ditandai dengan warna biru), dan kaki yang paling dekat dengan tanda tersebut adalah kaki negatif dan tentunya untuk kaki satunya adalah kaki positif.
Sekian pembahasan kami mengenai fungsi kapasitor, prinsip kerjanya, jenis-jenisnya berikut dengan contoh cara membaca kode kapasitor tersebut.
Semoga dapat bermanfaat bagi teman-teman semua.
Oya, terkait dengan komponen elektronika, kami juga mempunyai artikel yang mengulas mengenai resistor, jika teman-teman tertarik silakan baca di link berikut : Kode Warna Resistor dan Cara Membaca Nilainya