KATA PENGANTAR Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, yang melimpahkan rahmat dan karunia-Nya disertai selawat dan salam kepada Nabi Muhammad SAW beserta sahabatnya . Atas petunjuk dan lindungannyalah akhirnya kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah yang berjudul “kapasitor”. Penulisan makalah ini merupakan salah satu tugas yang diberikan dalam mata kuliah fisika di fakultas Teknik Informatika. Dalam Penulisan makalah ini kami merasa masih banyak kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang kami miliki. Untuk itu, kritik dan saran dari semua pihak sangat kami harapkan demi penyempurnaan pembuatan makalah ini. Dalam penulisan makalah ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang membantu dalam menyelesaikan makalah ini, khususnya kepada Dosen kami yang telah memberikan tugas dan petunjuk kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan tugas ini. 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
KATA PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, yang melimpahkan rahmat dan karunia-
Nya disertai selawat dan salam kepada Nabi Muhammad SAW beserta sahabatnya . Atas
petunjuk dan lindungannyalah akhirnya kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah yang
berjudul “kapasitor”. Penulisan makalah ini merupakan salah satu tugas yang diberikan dalam
mata kuliah fisika di fakultas Teknik Informatika.
Dalam Penulisan makalah ini kami merasa masih banyak kekurangan baik pada teknis
penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang kami miliki. Untuk itu, kritik dan
saran dari semua pihak sangat kami harapkan demi penyempurnaan pembuatan makalah ini.
Dalam penulisan makalah ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-
besarnya kepada pihak-pihak yang membantu dalam menyelesaikan makalah ini, khususnya
kepada Dosen kami yang telah memberikan tugas dan petunjuk kepada kami, sehingga kami
dapat menyelesaikan tugas ini.
Sigli, November 2014
1
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ...................................................................................................................1
DAFTAR ISI .................................................................................................................................2
BAB I PENDAHULUAN ..............................................................................................................3
1.1. Latar Belakang ……….............................................................................................................3
Kapaitor tantalum merupakan jenis-jenis kapasitor elektrolit yang elektrodanya terbuat
dari material tantalum. Komponen ini memiliki polaritas, cara membedakannya dengan mencari
tanda atau tanda lainya yang ada pada bodi kapasitor, tanda ini menyatakan bahwa pin
dibawahnya memiliki polaritas positif.
3. Kapasitor Multilayer
kapasitor multilayer terbuat dari bahan material, kapasitor ini sama dengan kapasitor
keramik, bedanya hanya terdapat pada jumlah lapisan yang menyusun dielektriknya. Pada jenis
ini dielektriknya disusun dengan banyak lapisan atau biasanya disebut dengan layer dengan
ketebalan 10 sampai dengan 20 μm dan pelat elektrodanya dibuat dari logam yang murni. Selain
itu ukurannya kecil dan memiliki karakteristik suhu yang lebih bagus daripada kapasitor
keramik.
b. Jenis Kapasitor Berdasarkan Polaritasnya
Kapasitor NonpolaritasKapasitor ini tidak mempunyai kaki positif dan negatif sehingga cara pemasangan pada rangkaian elektronika boleh bolak-balik. Yang termasuk kapasitor ini adalah kapasitor mika, kapasitor keramik,kapasitor kertas, dan kapasitor milar.
9
Kapasitor PolaritasKapasitor ini mempunyai kaki positif dan negatif, sehingga cara pemasangan pada rangkaian elektronika tidak boleh terbalik.
Kapasitor juga dapat digolongkan sebagai berikut:
1. Menurut bentuknya, dikenal beberapa kapasitor yaitu kapasitor silindris, kapasitor bola
3. Menurut kegunaannya, dibedakan atas kapasitor tetap dan kapasitor yang dapat diatur
(disetel)
4.Menurut pemasangannya dalam rangkaian listrik dibagi menjadi:
a. Kapasitor berpolar, mempunyai kutub + dan kutub -, misalnya elco yang dipasang pada
rangkaian arus searah(DC)
b. Kapasitor nonpolar, tidak mempuyai kutub, bila dipasang pada rangkaian arus bolak balik
(AC).
2.5 Kegunaan Kapasitor
Kegunaan kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah:
1. mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan, bila
tiba-tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan
2. menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik
3. memilih panjang gelombang pada radio penerima
4. sebagai filter dalam catu daya (power supply).
10
2.6 Bentuk Kapasitor
Bentuk kapasitor:
1. kapasitor kertas (besar kapasitas 0,1 F)2. kapasitor elektrolit (besar kapasitas 105 pF)3. kapasitor variabel (besar kapasitas bisa di ubah-ubah dengan nilai kapasitas maksimum
500 pF 2.7 Tipe- tipe kapasitor
1.1. Variabel Condensator (varco)
Kondensator ini dipakai untuk tuning atau mencari gelombang radio. Jenis ini mempunyai udara sebagai dielektrikum.Kapasitor variabel mempunyai pelat-pelat yang stasioner (stator) dan pelat-pelat yang digerakkan (rotor ), biasanya terbuat dari alumunium. Dengan memutar tombol, luas plat yang berhadapan dapat diatur sehingga kapasitas kapasitor dapat diubah-obah. Dengan mengubah kapasitor frekuensi dapat distel.
2.Kapasitor Keramik
Kapasitor ini menpunyai dielektrikum keramik. Kapasitor ini mempunyai oksida logam dan dielektrikumnya terdiri atas campuran titanium-oksida dan oksida lain. Kekuatan dielektrikumnya tinggi dan mempunyai kapasitas besar sekali dalam ukuran kecil.
3.Kapasitor Kertas
Kapasitor ini mempunyai dielektrikum kertas dengan lapisan kertas setebal 0,05-0,02 mm antara dua lembar kertas alumunium.Kertasnya diresapi dengan minyak mineral untuk memperbesar kapasitas dan kekuatan dielektrikumnya.
4.Kapasitor Mika
Kapasitor ini mempunyai elektroida logam dan lapisan dielektrikum dari polysteryne mylar dan teflon setebal 0,0064 mm. Digunakan untuk koreksi faktor daya. Seperti uji visi nuklir
5.Electrolit Condensator (Elco)
Kapasitor ini mempunyai dielektrik oksida alumunium dan sebuah elektrolit sebagai elektroda negatif. Elektroda postif terbuat dari logam seperti alumunium dan tantalum tetapi sebuah elektroda negatif terbuat dari elektrolit. Tebal lapisan oksidanya adalah 0,0001. Dalam rangkaian elektronika sebagai perata denyut arus listrik.
11
2.8 KAPASITOR KEPING SEJAJAR
Kapasitas kapasitor Keping Sejajar dituliskan dalam persamaan sebagai berikut:
C=kA.εodDalam hal ini,
C = kapasitas kapasitor ε 0=permitivitas ruang hampa k= konstanta dielektrikum ( untuk udara/hampa =1 ),
A = luas bidang plat d = jarak antara plat
Kemampuan menyimpan muatan listrik suatu kapasitor dinyatakan dalam satuan Farad dan dipengaruhi oleh :
1. Luas penampang keping penghantar 2. Jarak antar keping 3. Jenis dielektrika
2.9 RANGKAIAN KAPASITORRangakian Kapasitor dibagi menjadi dua yaitu rangakain seri dan rangkaian paralel. Cara penghitungannya hampir sama dengan rangakian seri dan paralel pada resistor. Berikut ini persamaan dari rangkaian kapasitor.
Rangkaian seri pada kapasitor merupakan rangkaian kapasitor dengan menghubungkan kutub TIDAK sejenis antara kapasitor, seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut ini :
Kapasitas pengganti pada rangkaian seri adalah: 1Ctot=1C1+1C2+1C3
Qtot=Q1=Q2=Q3
Vtot=V1+V2+V3
Susunan seri pada kapasitor yaitu kapasitor disusun dalam satu garis hubung yang tidak bercabang. Jika sebuah kapasitor disusun secara seri maka dapat ditentukan kapasitor pengganti total dari seluruh kapasitor yang ada dalam rangkaian seri tersebut. Pada susunan seri ini berlaku aturan:
a. Muatan pada setiap kapasitor adalah, yakni sama dengan jumlah muatan pada kapasitor pengganti.
Qs = Q1 = Q2 = Q3 = Q4
b. Beda potensial (V) pada ujung-ujung kapasitor pengganti sama dengan beda potensial yang ada di masing-masing kapsitor
Vs = V1 + V2 + V3 + V4
c. Kapasitas kapasitor pengganti dapat dicari dengan rumus
Cs = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + 1/C4
untuk n buah kapasitor yang kapasitasnya sama dapat menggunakan rumus cepat
Cs = C/n
Yang perlu di ingat karena kapasitas pengganti dari susunan seri beberapa kapasitor selalu lebih kecil dari kapasitas masing-masing, jadi kapasitor yang disusun seri dapat dimanfaatkan guna memperkecil kapasitas sebuah kapasitor.
Jika ada dua buah kapasitor masing-masing mempunyai kapasitas 4 μF dan 6 μF dipasang secara seri, tentukan kapasitas totalnya, muatan masing-masing kapasitor, dan beda potensial masing-masing kapasitor jika diketahui beda potensial dari kapasitor penggantinya adalah 20 Volt.
Qtotal = 2,4 x 10 = 24 μC (satuan micro masih ikut)Jadi Qtotal = Q1 = Q2 = 24 μC
c. Beda Potensial Masing-masingV1 = Q1/C1 = 24/4 = 6 voltV2 = Q2/C2 = 24/6 = 4 volt
2. Rangkaian Paraler
Rangkaian paralel merupakan rangkaian kapasitor dengan menghubungkan kutub SEJENIS antara kapasitor, seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut ini: Kapasitas pengganti pada rangkaian paralel adalah :Ctot=C1+C2+C3
a. Muatan kapasitor pengganti sama dengan jumlah masing-masing kapasitor (sama seperti tegangan pada rangkaian seri)
Qp= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + dst…
b. Beda potensial masing-masing kapasitor bernilai sama semua dengan beda potensial sumber asal (sama seperti muatan pada rangkaian seri)
Vp = V1 + V2 + V3 + V4
c. Kapasitas Kapasitor Pengganti pada rangkaian pararel sama dengan jumlah seluruh kapasitas kapasitor dalam rangkaian tersebut.
Cp = C1 + C2 + C3 + C4
Karena kapasitas pengganti dari semua rangkaian pararel selalu lebih besar dari masing-masing kapasitor dalam rankaian, jadi susunan pararel bisa digunkan untuk memperbesar kapasitas kapasitor.
3. Susunan Gabungan Seri dan Pararel
Susunan ini adalah gabungan dari susunan seri dan pararel. Rumus yang berlaku sama dengan rumus yang berlaku pada kedua jenis rangkaian sebelumnya. Di sini sobat harus lihai-lihai mengidentifikasi dari suatu rangkain gabungan mana yang seri dan mana yang pararel. Berikut contoh sederhana rangkaian gabungan
Contoh Soal
15
Coba sobat amati gambar rangkaian di atas, berapa kapasitas pengganti dari a ke b jika masing-masing kapasitor dalam rangkaian tersebut bernilai 1 μF
Jawab :
Karena yang dicari adalah kapasitas kapasitor pengganti dari a dan b maka C3 dan C8 tidak digunakan. Sehingga gambarnya menjadi
Tahap mengerjakannya dimulai dari paling kanan(i) gabungan seri antara C2, C8, dan C5 –> kita sebut Ca
karena seri maka menggunakan rumus1/Ca = 1/C2 + 1/C8 + 1/C5
1/Ca = 3/1Ca = 1/3 μF(ii) gabungan pararel Ca dengan C7 –> kita sebut Cb
Cb = Ca + C7 (ingat rumus rangkaian pararel)Cb = 1/3 + 1 = 4/3(iii) gabungan seri dengan C1 dan C4 –> Cp (pengganti)1/Cp = 1/Cb + 1/C1 + 1/ C4
1/Cp = 3/4 +1/1 + 1/11/Cp = 11/ 4Cp = 4/11 μFJadi gabungan susunan kapasitor di atas menghasilkan kapasitas penggnati sebesar 4/11 μF.
4.Energi KapasitorMuatan listrik menimbulkan potensial listrik dan untuk memindahkannya diperlukan usaha. Untuk memberi muatan pada suatu kapasitor diperlukan usaha listrik, dan usaha listrik ini disimpan di dalam kapasitor sebagai energi. Pemberian muatan dimulai dari nol sampai dengan Q coulomb. Persamaan Energi pada kapasitor dapat ditulis :
W=12CV2=12QV=12Q2Cketerangan :W = energi kapasitor Q = Muatan Listrik ( C ) V = Potensial listrik
Contoh Soal
01: mungkinkah dibuat kapasitor plat sejajar berisi udara dengan kapasitas 1 F? Jawaban dari Pak Dimpun:Andaikan Kapasitor dibuat berbentuk KUBUS, maka:
Perbandingan Volume Capasitor dengan Volume Bumi adalah:VcVb=1,33.1012.
Artinya, kapasitor memiliki volume 1,33.1012 kali volume Bumi. Kalau begitu, mungkinkah dibuat kapasitor plat sejajar berisi udara dengan kapasitas 1 F? Bagaimana pendapat anda?
02: Kapasitas total rangkaian dibawah ini dari titik A ke titik B adalah.....
Sebelum kita menjawab soal di atas, mari kita sebentar berandai-andai. Andaikata kamu punya tali yang panjangnya tak hingga, terus saya potong satu centimeter Apakah panjangnya masih tak hingga? Saya yakin kita sepakat dengan jawaban; Ya! tali itu tetap panjangnya tak hingga.
Sekarang, kalau total kapasitas dari A ke B kita sebut CAB, dan sedikit dari rangkaian saya potong (lihat gambar diatas) maka rangkaian yang tertinggal akan tetap memiliki kapasitas sebesar CAB (analogi tali diatas).Sekarang rangkaian itu menjadi:
Mari kita hitung CAB:Kapasitor C seri dengan ( CAB paralel C)