1. Rangkaian Seri
Rangkaian resistor secara seri akan mengakibatkan nilai resistansi total semakin besar. Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara seri.
Pada rangkaian seri berlaku rumus:
RTotal = R1 + R2 + R3
2. Rangkain Paralel Resistor
Rangkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi pengganti semakin kecil. Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara paralel.
Pada rangkaian resistor paralel berlaku rumus:
RPengganti = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
Kondensator (kapasitor) adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi didalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Jadi, sebuah kapasitor berlainan dengan seuah accu yang dapat menyimpan energi listrik, tetap dengan disertai reaksi kimia. Pada dasarnya, sebuah kapasitor itu terdiri dari dua konduktor yang disekat oleh sebuah nonkonduktor. Kapasitor merupakan elemen penting dalam peralatan listrik dan elektronika modern, terutama dalam radio, televisi, dan peralatan komunikasi. Misalnya pesawat televisi mempunyai lebih dari 80 buah kapasitor. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut.
Kemampuan kapasitor untuk menyimpan energi listrik disebut kapasitas kapasitor dan satuanya dinyatakan dalam farad. 1 farad adalah kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik 1 coulomb apabila diberi tegangan 1 volt.
Pada dasarnya sebuah kapasitor terdiri dari dua konduktor yang disekat oleh sebuah nonkonduktor. Kedua konduktor disebut elektroda dan nonkonduktor disebut dielektrikum.
Jumlah muatan per unit tegangan yang dapat disimpan oleh sebuah kondensator disebut dengan kapasitansi dan dilambangkan dengan C. Kapasitansi ditentukan dengan rumus sebagi berikut :
Keterangan :
C = kapasitansi
q = muatan
V = tegangan
Simbol Kondensator
Simbol kondensator berdasarkan kutubnya dibagi dua, yaitu kondensator yang mempunyai kutub positif dan negatif, serta kondensator yang tidak mernpunyai kutub.
Lambang kondensator (mempunyai kutub positif dan negatif)
Lambang kapasitor ( tidak mempunyai kutub)
Simbol untuk kondensator elektrolit pada skema elektronika sebagai berikut.Simbol jenis kondensator yang kapasitasnya dapat diubah‑ubah sebagai berikut.
Simbol kondensator variable
Simbol kondensator trimmer
Kondensator (kapasitor) adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi didalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Jadi, sebuah kapasitor berlainan dengan seuah accu yang dapat menyimpan energi listrik, tetap dengan disertai reaksi kimia. Pada dasarnya, sebuah kapasitor itu terdiri dari dua konduktor yang disekat oleh sebuah nonkonduktor. Kapasitor merupakan elemen penting dalam peralatan listrik dan elektronika modern, terutama dalam radio, televisi, dan peralatan komunikasi. Misalnya pesawat televisi mempunyai lebih dari 80 buah kapasitor. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut.
Kemampuan kapasitor untuk menyimpan energi listrik disebut kapasitas kapasitor dan satuanya dinyatakan dalam farad. 1 farad adalah kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik 1 coulomb apabila diberi tegangan 1 volt.
Pada dasarnya sebuah kapasitor terdiri dari dua konduktor yang disekat oleh sebuah nonkonduktor. Kedua konduktor disebut elektroda dan nonkonduktor disebut dielektrikum.
Jumlah muatan per unit tegangan yang dapat disimpan oleh sebuah kondensator disebut dengan kapasitansi dan dilambangkan dengan C. Kapasitansi ditentukan dengan rumus sebagi berikut :
Keterangan :
C = kapasitansi
q = muatan
V = tegangan
Simbol Kondensator
Simbol kondensator berdasarkan kutubnya dibagi dua, yaitu kondensator yang mempunyai kutub positif dan negatif, serta kondensator yang tidak mernpunyai kutub.
Lambang kondensator (mempunyai kutub positif dan negatif)
Lambang kapasitor ( tidak mempunyai kutub)
Simbol untuk kondensator elektrolit pada skema elektronika sebagai berikut.Simbol jenis kondensator yang kapasitasnya dapat diubah‑ubah sebagai berikut.
Simbol kondensator variable
Simbol kondensator trimmer
Sifat Kapasitor
Kapasitor meneruskan tegangan bolak-balik tetapi tidak meneruskan tegangan rata-rata . Sifat Kapasitor antara lain dapat:
1. menyimpan muatan listrik
2. menahan arus searah (DC)
3. melewatkan arus bolak-balik (AC)
4. variabel untuk memilih panjang gelombang yang dikehendaki pesawat radio
5. menghindarkan terjadinya loncatan listrik pada rangkaian yang berisi kumparan apabila arus diputarkan.
6. menyimpan muatan listrik ukuran keci
Fungsi Kapasitor
1. Penyimpan muatan listrik
2. Penghubung ( coupling )
3. Filter frekuensi tertentu
4. Penyimpang arus ( by Pass )
5. Penerus arus AC
6. Filter ( penyaring )
Pada umumnya kondensator terdiri dari dua (2) bagian yaitu:
1. Kondensator Tetap
Kondensator tetap adalah kondensator yang nilainya konstan dan tidak berubah-ubah dan simbolnya tidak mempunyai tanda panah. kondensator ini dibagi atas tiga macam bentuk kondensator yaitu:
a. Kondensator Keramik (Ceramic Capacitor)
Kondensator yang bahan di elektrikumnya keramik dan mempunyai kapasitas di bawah satu mikro farad (1µF). kondensator ini memiliki bentuk bulat tipis, ada yang persegi empat warna merah, hijau, cokelat dan lain-lain. Kondensator keramik tidak mempunyai kutub positif dan kutub negatif, dan banyak digunakan pada frekuensi tinggi dan menengah. Mempunyai kapasitas mulai dari beberapa piko farad sampai dengan ratusan kilopiko farad (KpF). Dengan tegangan kerja maksimal 25 volt sampai 100 volt, tetapi ada juga yang sampai ribuan volt.
b. Kondensator Mika
Kondensator yang bahan di elektrikumnya mika dan mempuyai kapasitas yang kecil berkisar antara 50 - 1000 pF. Kondensator mika ini tidak mempunyai kutub positif dan negatif dan banyak digunakan untuk frekuensi tinggi dan menengah pada radio penerima dan pemancar.
c. Kondensator Polyester
Kondensator yang bahan dielektrikumnya terbuat dari polyester, mempunyai kapasitas di bawah satu mikro farad dan banyak digunakan pada frekuensi tinggi dan menengah.
d. Kondensator Kertas
Kondensator yang sering disebut juga kondensator padder. Misal pada radio dipasang seri dari spul osilator ke variabel kondensator.
e. Kondensator Elektrolit (elco)
Kondensator ini mempunyai kutub positif dan kutub negatif. Kondensator ini hanya dapat dihubungkan dengan tegangan arus searah dimana dalam pemakaian diingat bahwa kutub positif harus dihubungkan dengan kaki kondensator yang bertanda positi, sedangkan kutub negatif dihubungkan dengan kaki kondensator yang bertanda negatif. Kapasitas kondensator ini cukup besar bila dibandingkan dengan kondensator di atas tadi. Kondensator ini dipergunakan pada frekuensi rendah misalnya dipergunakan sebagai filter pada sumber daya dengan menggunakan penyearah. Biasanya pada badan kondensator ini ada tanda kutub positif dan kutub negatif.
2. Kondensator Variabel
Kondensator variable adalah suatu kondensator yang kapasitasnya dapat diubah-ubah dan simbolnya memakai tanda panah. Kondensator variable ini terkenal dengan nama VARCO. Bahan di elektrkum kondensator ini umunya udara. Kapasitas dari kondensator ini sangat kecil (dibawah satu mikro farad) yang berkisar antara 0 – 500 pf . Kondensator variable ini banyak dipergunakan pada frekwnsi tinggi misalnya untuk isolator dan juga untuk menangkap frekwnsi radio pemancar. Untuk mengetahui rusaknya VARCO pada pesawat radio hidup kita putar varconya, maka akan kedengaran suara krosok-krosok dan apabila varco itu juga rusak dapat menyebabkan penangkap siaran hanya sedikit atau hanya satu saja. Varco ada dua macam yaitu varco besi dan varco plastik.
a. Kondensator Variabel
Kondensator variabel terbut dari logam, mempunyai kapasitas maksimum sekitar 100 pF sampai 500 pF (100pF = 0.000µF). Selain itu, kondensator variabel dengan spul antenna dan spul osilator berfungsi sebagai pemilih gelombang frekuensi tertentu yang akan ditangkap.
b. Kondensator Trimer
Kondensator trimer dipasang parallel dengan variabel kondensator berfungsi untuk menempatkan pemilihan gelombang frekuensi. Kondensator trimer mempunyai kapasitas di bawah 100 pF.
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
Pembacaan Nilai Kondensator
Satuan dalam kondensator disebut Farad. Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut menjadi 1 Farad sama dengan 106 mikroFarad (mF), jadi 19 x 105 crn2. Berikut satuan yang sering digunakan.
1 Farad = 1.000.000 mF (mikro Farad)
1 mF = 1.000.000 rF (piko Farad)
1 mF = 1.000 nF (nano Farad)
1 nF = 1.000 rF (piko Farad)
1 rF = 1.000 mmF (mikro‑mikro Farad)
Pembacaan nilai kondensator diuraikan sebagai berikut.
1. Kondensator keramik
Jika pada badannya tertulis = 103, nilai kapasitasnya = 10.000 rF = 10 KrF = 0,01 mF.
Jika pada badannya tertulis = 302, nilai kapasitasnya = 3.000 rF 3 KrF = 0,003 mF.
2. Kondensator polyester
Pada dasarnya sama saja dengan kondensator keramik, begitu juga cara menghitung nilainya. Bentuknya persegi empat seperti permen.
Biasanya mempunyai warna merah, hijau, cokelat, dan sebagainya.
3. Kondensator kertas
Kapasitas 200 rF ‑ 500 pF untuk daerah gelombang menengah (Medium Wave/MW) = 190 meter ‑ 500 meter. Kapasitas 1.0 00 rF ‑ 2.200 rF untuk daerah gelombang pendek (Short Wave/SW) SW 1 = 40 meter ‑ 130 meter. Kapasitas 2.700 rF ‑ 6.800 rF untuk daerah gelombang SW 1,2, 3, dan 4 = 13 meter ‑ 49 meter.
Beberapa cara untuk menghitung nilai kapasitor (kondensator) sebuah adalah sebagai berikut:
1. Menghitung secara manual.
2. Menggunakan multimeter.
3. Menggunakan software Color Coder (ColCod) maupun CNC Freak Capacitor.
Secara umum nilai kondensator sudah tertera pada selubung pembungkusnya. Selain itu, nilai kapasitas sebuah kondensator biasanya terlihat pada kode tulisan dan kode warnanya. Kondensator dengan kode warna mempunyai kapasitas kecil dan biasanya terbuat dari polyester.
Contoh: Jika pada badan kondensator tertera 350/450, karakteristik dari kondensator tersebut mempunyai tegangan kerjamaksimum sebesar 350 volt, dan telah diuji (pabrik) pada tegangan 450 volt.
Kode warna yang dipakai adalah seperti yang diterapkan pada kode untuk resistor. Berikut kode warna kondensator yang membedakan dengan kode warna resistor.
1. Kode D (toleransi)
hitam = 20%
putih = 10%
2. Kode E (tegangan)
merah = 250 Vdc
kuning = 400 Vdc
Selain pengkodean di atas, ada juga pengkodean seperti pada gambar di bawah ini yang merupakan gambar darikondensator ektrolit tantalum. Dari gambar tersebut dijelaskan bahwa kode A sampai kode C merupakan nilai kapasitas kondensator dalam satuan rF, sedangkan kode D merupakan besarnya tegangan kerja kondensator.
Contoh:
Pembacaan nilai kondensator dari kode kondensator mika di atas adalah 10.000 mF = 10 nF = 0,01pF
Tujuan utama mengukur kondensator elektrolit atau elco adalah untuk mengetahui keadaan kondensator tersebut apakah bocor atau tidak. Berikut langkah‑langkah mengukur nilai kondensator dengan menggunakan multimeter.
1. Arahkan saklar ke posisi W (x1, x10, x100 sesuai yang dikehendaki).
2. Hubungkan kabel multimeter ke kaki‑kaki kondensator (kabel hitam ditempelkan pada kaki positif, sedangkan kabel merah ditempelkan ke kaki negatif).
3. Lihat jarum yang dihasilkan pada papan skala.
Jika jarum bergerak ke kanan dan kembali ke kiri, berarti kondensator baik.
Jika jarum bergerak ke kanan dan kembali ke kiri tetapi tidak penuh (di tengah), berarti kondensator setengah rusak atau aus.
Jika jarum bergerak ke kanan dan berhenti, berarti kondensator bocor.
Jika jarum tidak bergerak sama sekali, berarti kondensator mati.
0 komentar:
Posting Komentar