FISIKA
KAPASITOR
Fauzan (102.0911.007) Diah Suprihatin (102.0911.013)
Fitriandi Dudi Aprillianto (102.0911.016) Faisal Alfarasyi (102.0911.017)
Teguh Garmadhani (102.0911.027)
Penyusun :
SEMESTER 1 (SATU)
TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS BANGKA BELITUNG
2009
Apa itu KAPASITORKapasitor adalah salah satu dari komponen elektronika pasif yang sa-
ngat sering digunakan dalam rangkaian elektronika. Kapasitor terdiri dari dua
konduktor yang dipisahkan oleh insulator. Kapasitor (Kondensator) yang da-
lam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf “C” adalah suatu alat
yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik secara se-
mentara, dengan cara mengumpulkan ketidak seimbangan internal dari muatan
listrik. Kapasitor awalnya adalah perkembangan dari guci Leyden yang dite-
mukan oleh Pieter van Musschenbroek di Leyden, Belanda pada tahun 1745.
Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor di-
sebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepi-
ngan (konduktor) yang ada pada kapasitor.
Fungsi KAPASITOR
Fungsi kapasitor adalah menahan atau menyimpan arus searah
(DC), melewatkan arus bolak-balik (AC), menahan frekuensi rendah,
dan melewatkan frekuensi tinggi.
Dalam prakteknya kapasitor digunakan sebagai berikut.
Membangkitkan getaran dengan frekuensi tertentu.
Misalnya, pada spul antena dengan variabel kondensator.
Menyaring/menyimpan arus searah dan melewatkan arus bolak-balik.
Misalnya, pada adaptor.
Mengkopel/menghubungkan rangkaian yang satu dengan rangkaian yang
lainnya. Misalnya, pada radio bagian RF dan bagian AF
Menyimpan arus sejenak. Misalnya pada rangkaian sirene.
Sebagai filter dalam catu daya (power supply)Mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung
kumparan, bila tiba-tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan.
Bagaimana prinsip kerjanya KAPASITOR
Secara prinsip sebuah kapasitor terdiri atas dua keping konduktor
yang ruang di antaranya diisi oleh dielektik (penyekat), misalnya udara
atau kertas. Kedua konduktor diberi muatan sama besar tapi jenisnya
berlawanan (yang satu bermuatan positif, lainnya bermuatan negatif).
Bila kapasitor dihubungkan ke batere kapasitor terisi hingga beda
potensial antara kedua terminalnya sama dengan tegangan batere. Jika
batere dicabut, muatan-muatan listrik akan habis dalam waktu yang
sangat lama, terkecuali bila sebuah konduktor dihubungkan pada kedua
terminal kapasitor. Percobaan!
Diagram sebuah kapasitor
Penghubung timbel
Keping logam
Keping logam
Dielektrik
Prinsip kapasitor elco
Kapasitansi KAPASITOR
Kemampuan suatu kapasitor dalam menyimpan energi listrik
disebut dengan kapasitansi, dan satuan dari kapasitansi adalah “Farad”
yang diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791-1867).
Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan
(konduktor) yang ada pada kapasitor.
Perbandingan antara muatan yang disimpan pada tiap keping ter-
hadap beda potensial yang diciptakan antar keping disebut kapasitas (ka-
pasitansi), diberi lambang C. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai
berikut. dari persamaan disamping didapatkan hubungan
satuan kapasitas sebagai berikut.C = v
q
1farad(F) = Volt(v)
1 coulomb (c)
Kapasitansi KAPASITOR
Satuan kapasitor
Satuan yang biasa digunakan kapasitor adalah
1 farad (F) = 1.000.000 μF (mikrofarad)
1 μF = 1.000.000 pF (pikofarad)
= 1.000 nF (nanofarad)
Dilihat dari kapasitansinya, kapasitor dapat dibagikan menjadi
dua kelompok, yaitu :
Kapasitor tetap, yaitu kapasitor yang memiliki nilai kapasitas yang tetap (tidak da-
pat diubah), bisa dikatakan nilai kapasitas yang dapat di tampung kapasitor sudah
ditentukan pabrik.
Kapasitor tidak tetap (kapasitor variabel), yaitu kapasitor yang nilai kapasitasnya da-
pat diubah-ubah atau diatur sesuai dengan kebutuhan.
Macam – Macam KAPASITOR
1. Kapasitor Tetap
Kapasitor tetap ada dua macam, yaitu sebagai berikut.
a. Kapasitor nonpolar/milar adalah kapasitor yang tidak mempunyai
kutub positif maupun kutup negatif sehingga dalam penyolderan a-
tau pemasangan kaki-kakinya boleh terbalik.
contoh:1) Kapasitor Keramik
2) Kapasitor Mika
b. Kapasitor bipolar adalah kapasitor yang mempunyai kutub positif
dan kutup negatif sehingga dalam penyolderan atau pemasangan ka-
ki-kakinya tidak boleh terbalik.
contoh:
3) Kapasitor Kertas
4) Kapasitor Film
1) Kapasitor Elektrolit 2) Kapasitor solid tantalum
Simbolnya
Kapasitor Nonpolar
+ _
Kapasitor Bipolar
Macam – Macam KAPASITOR
2. Kapasitor Tidak Tetap (variabel)
Kapasitor tidak tetap (variabel) ada dua macam, yaitu sebagai berikut.
a. Kondensator variabel (varco), terbuat dari aluminium atau plastik
dengan kapasitas antara 0-500 pF.
contoh:
1) Varco
b. Trimmer kapasitor atau trimmer kondensator, pada dasarnya sama
dengan varco, tetapi bentuknya kecil dan kapasitasnya antara 0-50
pF.
contoh:
2) Kondensator plastik
1) Kondensator variabel 2) Kondensator Trimer
Simbolnya
Kondensator variabel Kondensator trimer
Macam – Macam KAPASITOR
1) Kapasitor Keramik, memiliki bentuk bulat tipis, ada yang peersegi
empat berwarna merah, hijau, coklat dan lainnya. Mempunyai kapa-
sitas mulai dari 0,5pF hingga 470nF pada permitivitas rendah, se-
dangkan yang tinggi sebesar 100pF-0,47μF. Dengan tegangan ker-
ja maksimal 12V-6,3KV pada permitivitas rendah, sedangkan yang
tinggi adalah 50-500V dan memiliki tahanan bocor 10 Ω pada per-
mitivitas rendah, sedangkan yang tinggi sebesar sebesar 10 Ω.
2) Kapasitor Mika, pada dasarnya sama saja dengan kondensator kera-
mik, bentuknya persegi empat seperti permen. Dielektriknya terbu-
at dari lembaran mika, keping penghantar dapat dibuat dari lempe-
ngan aluminium, tembaga, atau timah, keping penghantar ini juga
dapat dibuat dengan proses metalisasi pada lembaran pada lembaran
mika dan pelindungnya atau pembungkusnya dibuat dari lapisan
epoxy, keramik, atau kaca. Mempunyai ka-pasitas mulai dari
470pF-68nF. Dengan tegangan kerja mak-simal 100V-1000V dan
memiliki tahanan bocor 10 Ω.11
11
9
Macam – Macam KAPASITOR
3) Kapasitor Kertas, dielektriknya terbuat dari kertas. Untuk jenis lo-
gam elektrodenya dibuat dari aluminium, sedangkan untuk jenis
non-logam elektrodenya dibuat melalui proses metalisasi, yaitu de-
ngan memadatkan logam aluminium (di ruang hampa udara) pada
seluruh permukaan kertas. Mempunyai kapasitas mulai dari 1nF-
1μF. Dengan tegangan kerja maksimal 100V-10.000V. Dan memi-
liki tahanan bocor 10 Ω -10 Ω.
4) Kapasitor Plastik, dielektriknya terbuat dari plastik. Mempunyai ka-
pasitas mulai dari 20pF-10μF. Dengan tegangan kerja maksimal
50V-630V. Dan memiliki tahanan bocor 10 Ω.
5) Kapasitor elektrolit, Mempunyai kapasitas mulai dari 0,1μF-0,1F.Dengan tegangan kerja maksimal 2,5V-550V.
6) Kapasitor solid tantalum, menggunakan oksida tantalum sebagai
bahan dielektriknya. Mempunyai kapasitas mulai dari 0,22μF-
4700μF. Dengan tegangan kerja maksimal 6V-150V.
11
119
Karakteristik KAPASITOR
1. Rangkaian ekivalen dari kapasitor terdiri dari dari induktor seri, satu tahanan seri ( yang eki-
valen dengan kerugian dielektrik), dan satu kapasitor yang dihubungkan dengan paralel de-
ngan tahanan bocor (R ).
bila, untuk sementara, tahanan bocor diabaikan, maka rangkaian di atas menjadi rangkaian re-
sonansi seri yang mempunyai impedansi sebesar:
Dari persamaan di atas dapat diketahui bahwa bila frekuensi kerja berada di bawah frekuensi
resonansi, maka impedansinya akan bersifat kapasitif. Akan tetapi bila di atas, impedansinya
akan bersifat induktif karena reaktansi dari induktor mendominasi lebih dahulu, sehingga ka-
pasitor kehilangan efektifitasnya. Sehingga nilai induktansi harus dibuat sekecil mungkin agar
dapat menaikkan frekuensi kerja dari kapasitor tersebut.
P
LsRs
Rp
C
22 )( CLs XXRZ
LX L C
XC
1
Karakteristik KAPASITOR
2. Faktor kerugian (loss-factor) merupakan salah satu faktor yang sangat penting untuk diketa-
hui dalam menentukan besarnya harga kapasitor yang akan digunakan dalam rangkaian elek-
tronika. Rangkaian ekivalen dari kapasitor yang ideal.
Yaitu terdiri dari sebuah kapasitor yang dihubungkan seri dengan sebuah resistor R .
Dalam hal ini, R dinyatakan sebagai kerugian dielektrik, sedangkan efek dari induktansi seri
dapat diabaikan khususnya untuk frekuensi di bawah frekuensi resonansi. Dalam kenyataan-
nya, haraga R sangat kecil, sehingga harga δ juga kecil sekali. Faktor kerugian didefinisikan
sebagai tan δ, dimana:
Dengan demikian diagram vektor tegangan dapat digambarkan seperti berikut.
P
CR
IC
IR
V
V s
C
R
1
tan
SR
CVRV
C
:S
I
S
S
S
I
V
RV
CV
δ
CRSBila faktor kerugiannya kecil sekali, maka:
Dalam hal ini, semakin rendah harga tan δ, berarti semakin baik kualitas dari ka-
pasitor tersebut.
Karakteristik KAPASITOR
3. Tahanan bocor adalah tahanan yang dihubungkan paralel dengan kapasitor . Didalam kapasi-
tor elektrolit, pada umumnya, terdapat tahanan bocor yang sangat besar, yaitu lebih besar dari
10 Ω. Karena itu, arus bocor yang terdapat dalam kapasitor elektrolit bisa mencapai beberapa
mili ampere. Tahanan bocor atau arus bocor ini sangat tergantung pada temperatur dan
tegangan dinaikkan, nilai resistansi dari tahanan bocor tersebut akan berkurang. Berikut
rangkaiannya.
4. Tegangan Nominal adalah tegangan maksimum yang dapat digunakan secara nominal dari ka-
pasitor yang telah ditentukan oleh pabrik pembuatnya, baik untuk tegangan AC, maupun tega-
ngan DC.
5. Toleransi adalah besarnya perubahan nilai kapasitansi suatu kapasitor yang diijinkan dan
dijamin oleh pabrik pembuatnya. Besarnya toleransi dari kapasitor tergantung pada jenis
bahan dielektrik yang digunakannya.
10
C
VR
Cara Membaca KAPASITOR
1. Nilai kapasitor keramik dengan kode angka untuk menghitung kapa-
sitor keramik ini digunakan satuan pF(pikofarad). Dua angka perta-
ma merupakan bilangan dasar dari nilai kapasitor, seperti 10, 12, 15,
22, 27, 33, 39, 47 dan 68. Angka ketiga menunjukkan banyaknya 0
(nol) di belakangnya.Tegangan rata-rata kapasitor nonpolar biasa-
nya 50 volt.
contoh:
Pada badan tertulis = 203
Jadi Kapasitasnya = 20.000pF
= 0,02μF
Pada badan tertulis = 224
Jadi Kapasitasnya = 220.000pF
= 0,22μF
203
224
Cara Membaca KAPASITOR
2. Membaca nilai kapasitor yang menggunakan kode warna
WarnaAngkaKe-1
AngkaKe-2
Faktorperkalian
Toleransi
Tegangankerja
Kapasitor Keramik
Kurangdari10pF
Lebihdari10pF
HitamCokelatMerahKuningHijauBiru
UnguAbu-abu
PutihEmasPerak
-12456789--
013456789--
-10101010--
1010--
2pF0,1pF
--
0,5pF--
0,25pF0,1pF
--
+ 20%+ 1%+ 2,5%
-+ 5%
---
+ 10%--
-
100
300
400
500
600
7010
800
900
1000
2000
1
3
4
5
-2
-4
Cara Membaca KAPASITOR
Nilai sebenarnya, C = 24 x 10 = 24.000pF
Toleransi 5% = x 24.000 = 1.200pF
Maka “C” berkapasitas antara = 24.000 + 1.200pF
atau
Kapasitas maksimum = 24.000 + 1.200 pF
= 25.200pF
Kapasitas maksimum = 24.000 - 1.200 pF
= 22.800pF
Tegangan maksimum adalah 900 volt
Merah = 2
Kuning = 4Merah = 10Hijau = 5%
Putih = 900 volt
3
5100
Pengukuran KAPASITOR
Pengukuran dalam kapasitor adalah untuk mengetahui baik tidaknya kapasitor.
Cara pengukuran /pengetesannya sebagai berikut.
1. Gunakan multimeter dan putar sakelar pemilih pada posisi ohm (Ω) x 10. kemudian, dinolkan
dengan cara menghubungkan penjolok positif dan negatif
2. Hubungkan penjolok warna merah pada kaki (+) kapasitor dan penjolok warna hitam pada
kaki (-) kapasitor.
3. Jika jarum penunjuk skala tidak bergerak berarti kapasitor rusak.
4. Jika jarum penunjuk skala bergerak ke kanan, tetapi tidak kembali lagi ke kiri berarti kapasi-
tor rusak.
5. Jika jarum penunjuk skala bergerak ke kanan lalu kembali lagi ke kiri menuju ke nol. Begitu
pula bila penjolok di balik, kabel warna merah ke (-) dan hitam Ke (+), dan jarum bergerak
dari dan kembali ke nol berarti kapasitor dalam keadaan baik atau masih beerfungsi.
Daftar Pustaka
Prihono, dkk. 2009. Jago Elektronika secara Otodidak. Surabaya: Kawan Pustaka.
Syam, Hardi. 1985. Listrik Elektronika Rumah Tangga. Bandung: Bina Aksara.
Gonick, Larry dan Athur Huffman (Penerjemah: Christina M. Udiani). 2001. Kartun Fisika.
Jakarta: Gramedia.
Kanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga
Young, Hugh D. dan Roger A. Freedman. 2001. Fisika Universitas/Edisi Kesepuluh/Jilid 2.
Jakarta: Erlangga.
Politeknik Elektronika Surabaya. 1994. Komponen Listrik.
Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh November.
Elektro SLTP-1.
Elektronika Dasar.
http://www.crystalradio.net/beginners3/cap.shtml
http://kuliah.inf.uajy.ac.id/file.php/81/Kapasitor_FISEL_.ppt
http://free.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Fisika/0304%20Fis-2-2g.htm
http://cnt121.com/2007/11/03/kapasitor-2/
http://www.total.or.id/info.php?kk=Kapasitor
http://www.elektroindonesia.com/elektro/ener30a.html
http://www.e-dukasi.net/mapok/mp_full.php?id=275
http://id.wikipedia.org/wiki/Kondensator
http://electroniclab.com/index.php?option=com_content&view=article&id=9:kapasitor-
&catid=6:elkadasar&Itemid=7
Kapasitor Elektrolit Kapasitor Tantalum
Kapasitor Poliprolyene Kapasitor Kertas
Kapasitor Polister Film
Kapasitor Mika
Kapasitor Keramik Kapasitor Epoxy Kapasitor Variabel
Lampiran
Kembali!
