Kapasitor Part 2

7/23/2019 Kapasitor Part 2

1/87

BAB I

PENDAHULUAN

1.1) Latar Belakang Masalah

Seberapa seringkah kalian men-charge handphone..? atau pernahkahkalian melihat lampu flash dari kamera..?

1


2/87

2


3/87

3


4/87

Baterai handphone, lampu flash kamera adalah contoh penggunaankapasitor dari kehidupan sehari-hari. Alat-alat elektronik yang ada seperti!, komputer, "aptop menggunakan kapasitor sebagai komponen

penyusunnya.

1.2) Rumusan Masalah

#ari latar belakang masalah kita mendapatkan beberapa rumusan masalah $a% Apa itu &apasitor??

'


5/87

b% (enis-)enis dari kapasitor??c% Apa itu pengisian dan pengosongan pada kapasitor??d% Apa sa)a penerapan*aplikasi dari kapasitor??

1.3) Tuuan !an Man"aat

u)uan dan manfaat menyusun makalah ini adalah $a% menambah +a+asan kita dalam bidang elektronika

b% mengetahui fungsi kapasitor


6/87

c% mengetahui macam-macam*tipe*)enis kapasitor

BAB II

PEMBAHA#AN


7/87

2.1) Pengert$an %a&as$t'r

&apasitor kondensator% dalam rangkaian elektronika dilambangkandengan huruf /0 adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi*muatan

listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkanketidakseimbangan internal dari muatan listrik. &apasitor ditemukan olehichael araday 1451-164%. Satuan kapasitor disebut arad %.Struktur sebuah kapasitor terbuat dari dua buah pelat metal yang dipisahkanoleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umumnya dikenal

4


8/87

misalnya adalah ruang hampa udara, keramik, gelas, dan lain-lain. (ikakedua u)ung pelat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positifakan mengumpul pada u)ung metal yang satu lagi. uatan positif tidakdapat mengalir menu)u u)ung kutub negatif, dan sebaliknya muatan negatif

tidak bisa menu)u ke kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrikyang non-konduktif. uatan elektrik ini tersimpan selama tidak adakonduksi pada u)ung-u)ung kakinya. #i alam bebas, fenomena kapasitor initer)adi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di a+an.

6


9/87

Anggapan lain tentang pengertian kapasitor $

5


10/87

&apasitor adalah komponen elektronika yang digunakanuntuk menyimpan muatan listrik, dan secara sederhana terdiri daridua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat bahandielektrik% tiap konduktor di sebut keping. &apasitor atau disebut

)uga kondensator adalah alat komponen% listrik yang dibuatsedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik untuksementara +aktu. 7ada prinsipnya sebuah kapasitor terdiri atas duakonduktor lempeng logam% yang dipisahkan oleh bahan penyekat isolator%.8solator penyekat ini sering disebut bahan 9at% dielektrik.

1:


11/87

;at dielektrik yang digunakan untuk menyekat kedua penghantardapat digunakan untuk membedakan )enis kapasitor. Beberapa kapasitormenggunakan bahan dielektrik berupa kertas, mika, plastik cairan dan lain

sebagainya.

2.2) %a&as$tans$ %a&as$t'r

11


12/87

&apasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitoruntuk menampung muatan elektron. 0oulomb pada abad ke-16 menghitung

bah+a 1 0oulomb < ,2 = 1:16 elektron. &emudian ichael aradaymembuat postulat bah+a sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar

1 farad )ika dengan tegangan 1 >olt dapat memuat muatan electron sebanyak1 0oulomb. #engan rumus dapat ditulis$

12( * . +


13/87

&eterangan$

< muatan electron dalam 0 0oulomb%13


14/87

0 < nilai kapasitansi dalam arad%

! < besar tegangan dalam ! >olt%

Satuan kapasitas dapat diturunkan dari satuan yang digunakan . dalamsistim S8 satuan kapasitas adalah coulomb*>olt atau farad %.

1'


15/87

&apasitor pelat paralel tersusun atas dua pelat paralel dengan luas Adan )arak antar pelat d. dalam ruang hampa, dengan pen)abaranmenggunakan hokum @auss, kapasitansinya adalah

1


16/87

&apasitor dengan dielektrik adalah kapasitor dengan materialinsulator karet, gelas, kertas, mika, dll%. isalkan sebuah bahan dielektrikdisisipkan diantara kedua pelat kapasitor, maka beda potensial antara kedua

1


17/87

keping akan turun. &arena )umlah muatan pada setiap keping tetap,kapasitansi naik. al ini dapat dirumuskan sebagai

14


18/87

16


19/87

15


20/87

2:


21/87

BAB III

PEMBAHA#AN

21


22/87

3.1) ,en$s-,en$s ka&as$t'r

(enis-)enis kapasitor ada berbagai macam,diantaranya adalah

di ba+ah ini $

Menurut P'lar$tasn/a

- &apasitor 7olar

22


23/87

emiliki polaritas % dan -%.#alam pemasangannya harus diperhatikan polaritasnya dan tidak bolehdipasang terbalik. 7ada bodynya terdapat tanda polaritasnya untuk menandaikaki yang berpolaritas % atau -%.

- &apasitor Con 7olarBipolar 0apasitor%(enis kapasitor ini bisa dipasang bolak-balik.

23


24/87

Menurut Bahan Pem0uatann/a

&apasitor pada dasarnya adalah 2 buah lempeng logamdielectric% yangdipisahkan oleh sebuah bahan isulator. Cah,bahan isulator inilah ygmenentukan nama kapasitor tersebut.

enurut bahan pembuatannya )enis-)enis kapasitor adalah $- &apasitor Dlektrolit E isulatornya dibuat dari bahan elektrolit- &apasitor ika E bahan isulatornya dibuat dari mika- &apasitor Fdara E bahan isulatornya dibuat dari udara.

2'


25/87

- &apasitor &ertas,tantalum,milar,dsb.

Menurut %eteta&an N$la$n/a

- &apasitor etap*permanen Cilai kapasitasnya tidak bisa diubah-ubah.- &apasitor !ariable atau sering )uga disebut !0 atau !arco >ariablecapasitor%

2


26/87

&apasitor )enis ini bisa kita ubah-ubah nilainya.

ungsi kapasitor adalah untuk menyimpan arus*tegangan listrik.Fntuk arus #0 kapasitor berfungsi sebagai isulator*penahan arus listrik,sedangkan untuk arus A0 berfungsi sebagai konduktor*mele+atkan aruslistrik.

2


27/87

#alam penerapannya kapasitor digunakan sebagaifilter*penyaring,perata tegangan #0 pada pengubah A0 to #0, pembangkitgelombang ac atau oscilator dsb.

Cilai kapasitor dapat kita lihat pada tulisan yang terdapat pada body-nya, misalnya 1: u*1 ! artinya nilai kapasitor itu adalah 1: mikro araddan bisa beker)a pada tegangan ma=imal 1 !,)ika melebihi 1 ! makakapasitor ini akan mengalami Gbreak do+nG alias koGit$-%.arad adalah satuan nilai kapasitas dari kapasitor.

24


28/87

1 u E 1 mikro arad < 1 = 1: pangkat -% arad < :.:::::1 arad1 n E 1 nano farad < 1 = 1: pangkat -5% arad1 p E 1 piko arad < 1 = 1: pangkat -12% arad

&ode Angka 7ada &apasitorFntuk kapasitor yang nilai kapasitasnya di ba+ah 1 u biasanya nilaikapasitasnya dituliskan dalam kode angka.0ontoh $1. 1:' E 1: = 1: pangkat ' dalam satuan piko arad% < 1::::: p atau

26


29/87

1:: n atau :.1 u2. 222 E 22 = 1: pangkat 2 p% < 22:: p atau 2.2 nH caranya adalah kita tulis ulang 2 angka pertama,kemudian kita kalikandengan 1: pangkat angka terakhirnya.

3. 'n4 E '.4 nano arad'. 2p E 2. piko arad

&apasitor yang bernilai di ba+ah 1 u umumnya adalah )enis nonpolar,kecuali yang )enis elektrolit.

25


30/87

&apasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahandielektriknya. Fntuk lebih sederhana dapat dibagi men)adi 3 bagian, yaitukapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical.

3:


31/87

%a&as$t'r Eletr'stat$

&apasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuatdengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. &eramik dan mikaadalah bahan yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yangkapasitansinya kecil. ersedia dari besaran p sampai beberapa u, yang

biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi.

31


32/87

ermasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan materialseperti polyester polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutanmylar%, polystyrene, polyprophylene, polycarbonate, metali9ed paper danlainnya.

ylar, &, & adalah beberapa contoh sebutan merek daganguntuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film. Fmumnya kapasitorkelompok ini adalah non-polar.

32


33/87

. Beberapa )enis kapasitor menurut bahan dielektiknya antara lain$

&apasitor &apasitor kapasitor kapasitorelektrolit tantalum 7olister ilm 7oliprolyene

33


34/87

&apasitor &apasitor &apasitor &apasitorica &eramik Dpo=y !ariable

3'


35/87

&apasitor &ertas

3


36/87

%a&as$t'r Eletr'l/t$

3


37/87

&elompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yangbahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Fmumnya kapasitor yangtermasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda dan - di

badannya. engapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena

proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutuppositif anoda dan kutup negatif katoda.

elah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium,magnesium, titanium, niobium, 9irconium dan seng 9inc% permukaannya

34


38/87

dapat dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida o=ide film%."apisan oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses

penyepuhan emas. Dlektroda metal yang dicelup kedalam larutan electrolitsodium borate% lalu diberi tegangan positif anoda% dan larutan electrolit

diberi tegangan negatif katoda%. Iksigen pada larutan electrolyte terlepasdan mengoksidai permukaan plat metal. 0ontohnya, )ika digunakanAluminium, maka akan terbentuk lapisan Aluminium-oksida Al2I3% pada

permukaannya.

36


39/87

35


40/87

#engan demikian berturut-turut plat metal anoda%, lapisan-metal-oksida dan electrolytekatoda% membentuk kapasitor. #alam hal ini lapisan-

metal-oksida sebagai dielektrik. #ari rumus 2% diketahui besar kapasitansiberbanding terbalik dengan tebal dielektrik. "apisan metal-oksida ini sangattipis, sehingga dengan demikian dapat dibuat kapasitor yang kapasitansinyacukup besar.

':


41/87

&arena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yangbanyak digunakan adalah aluminium dan tantalum. Bahan yang paling

banyak dan murah adalah Aluminium. Fntuk mendapatkan permukaan yangluas, bahan plat Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengancara itu dapat diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai contoh1::u, '4:u, '4::u dan lain-lain, yang sering )uga disebut kapasitor

'1


42/87

elco.

Bahan electrolyte pada kapasitor antalum ada yang cair tetapi ada

)uga yang padat. #isebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutanelectrolit yang men)adi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitumanganese-dioksida. #engan demikian kapasitor )enis ini bisa memilikikapasitansi yang besar namun men)adi lebih ramping dan mungil. Selain itukarena seluruhnya padat, maka +aktu ker)anya lifetime% men)adi lebih

'2


43/87

tahan lama. &apasitor tipe ini )uga memiliki arus bocor yang sangat kecil(adi dapat dipahami mengapa kapasitor antalum men)adi relatif mahal.

%a&as$t'r Elektr'hem$al

Satu )enis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. ermasukkapasitor )enis ini adalah battery dan accu. 7ada kenyataannya battery danaccu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang

besar dan arus bocor leakage current% yang sangat kecil. ipe kapasitor )enis

'3


44/87

ini )uga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yangbesar namun kecil dan ringan, misalnya untuk aplikasi mobil elektrik dantelepon selular.

(adi kapasitor kondensator % dilambangkan dengan $

''


45/87

Simbol &apasitor

&apasitor disimbolkan dengan

#i ba+ah ini macam-macam kapasitor yaitu$1) %a&as$t'r B'la

#apat disusun dari 2 bola yang sentries

'


46/87

Bola pertama dimuati dan bila bola kedua diimbas , antara kedua boladipisahkan oleh dielektrikum. &edua permukann bola merupakan bidangeJuipotensial . beda potensial antara kedua permukaan bola itu merupakan

'


47/87

beda potensial antara 2 penghantar yang merupakan komponen darikondensator , dan disebut potensial kapasitor.

uatan kapasitor dinyatakan dengan besar muatan yang diberikan

pada penghantar bola pertama .

7otensial kapasitor berbentuk bola dengan medium udara dinyatakansebagai berikut $

'4


48/87

! < !A K !B< 1* 'LMo . J*NA K J*NB%

Atau

! < J* 'LMo . NB - NA NA . NB

Sehingga kapasitas kapasitor dapat dirumuskan $

'6


49/87

0 < J * !0 < 'LMo NA . NB

NB K NA

Bila dianggap NA < NB dan )arak antara kedua bidang eJuepotensial < dmaka,

0bola < 'LMo N 2

d

'5


50/87

atau 0bola < Mo . s d

2) %a&as$t'r Pelat

Fntuk kapasitas kapasitor berbentuk pelat * lempengan dapatditentukan dengan persamaan kapasitor bentuk bola di atas,

:


51/87

0 < Mo . s d

1


52/87

3) %a&as$t'r Bal'k

2


53/87

erdiri dari pelat-pelat logam aluminium yang dipisahkanoleh mika.Nangkaian pelat pertama dimuati , dan rangkaian pelat keduadibumikan.

3


54/87

) %a&as$t'r +ar$a0el

erdiri dari pelat-pelat yang disusun berlpis-lapis dan dapatdiputar , sehingga luas permukaan dapat diubah-ubah , sehinggamemberikan kapsaitas kapasitor yang dapat diatur menurutkeperluan . &apasitor bentuk demikian banyak di)umpai pada radio

'


55/87


56/87

BAB I+

PEMBAHA#AN

.1) Peng$s$an !an &eng's'ngan ka&as$t'r


57/87

&apasitor bila diberi muatan akan menimbulkan potensial . untukmemberikan muatan diperlukan energi . besar energi pada kapasitor

bergantung besar muatan yang diberikan . untuk memberi muatan sebesar dJdiperlukan energi $

dD < !ab dJ

D < O !ab dJ

4


58/87

J< O J*c dJ

< 1*c O

D < P J2 *0

Atau E *+2

:

6


59/87

Ileh karena itu kapasitas kapasitor selalu berharga positif , makaenergi kapasitor )uga selalu berharga positif +alaupun muatan listrik statis

bertanda negati>e.

.2) Energ$ /ang !$s$m&an !alam ka&as$t'r

Dnergi potensial F yang tersimpan di dalam kapasitor didefinisikansebagai usaha yang diperlukan untuk mengisi muatan. isalkan sebuah

5


60/87

baterai dihubungkan ke sebuah kapasitor. Baterai melakukan ker)a untukmenggerakkan muatan dari satu pelat ke pelat yang lain. &er)a yangdilakukan untuk memindahkan se)umlah muatan sebesar J melalui tegangan! adalah

4 + . 5

:


61/87

&omponen elektronika kali ini yang akan kita bahas adalahkapasitor.Selain kapasitor nama lainnya adalah condensator.&omponen iniseperti halnya resistor)uga termasuk dalam kelompok komponen pasif,yaitu

)enis komponen yang beker)a tanpa memerlukan arus pan)ar.

#usunan #er$ %a&as$t'r

1
http://elektronik4.blogspot.com/2008/05/resistor.htmlhttp://elektronik4.blogspot.com/2008/08/komponen-aktif-dan-komponen-pasif.htmlhttp://elektronik4.blogspot.com/2008/05/resistor.htmlhttp://elektronik4.blogspot.com/2008/08/komponen-aktif-dan-komponen-pasif.html


62/87

2


63/87

Pa!a susunan ser$ ka&as$t'r 0erlaku

%a&as$t'r e5u$6alen

muatan pada tiap-tiap kapasitor adalah sama, yaitu sama dengan muatan

pada kapasitor pengganti Js < J1 < J2 < ....Beda potensial pada u)ung-u)ung kapasitor pengganti adalah sama dengan)umlah beda potensial u)ung-u)ung tiap kapasitor ! s < ! 1 ! 2 ....

Besarnya kapasitas kapasitor pengganti susunan seri dari beberapabuah kapasitor dapat dihitung ! s < ! 1 ! 2 Q.....

3


64/87

karena Js < J1 < J2 < .... maka

#usunan Pararel %a&as$t'r

'


65/87


66/87

Pa!a susunan &aralel ka&as$t'r 0erlaku

%a&as$t'r e5u$6alen

Beda potensial tiap-tiap kapasitor sama, yaitu sama dengan potensial sumber

!p < !1 < !2 < ....uatan kapasitor pengganti sama dengan )umlah muatan tiap-tiap kapasitorJp < J1 J2 ....


67/87

Fntuk menentukan besar kapasitas kapasitor pengganti susunan paralel 07dari beberapa buah kapasitor dapat dihitungJs < J1 J2 ....

!p!p < 01!1 02!2 ..... karena !p < !1 < !2 < ....

4


68/87

6


69/87

5


70/87

BAB +

4:


71/87

PEMBAHA#AN

7.1) Penera&an8A&l$kas$ %a&as$t'r

9UN:#I %APA#IT;R ANTARA LAIN olt . Berapa energi yang tersimpan dalam kapasitoritu???

#iket $ ! < 1: !oltd < 1 cm < 1:-2 m

43


74/87

#itanya $ DQQQ..??????(a+ab $ 0 < Mo . s

d < 1.3,1' . :,12 2

1:-2

< ':,:. 1: -12

< '. 1: -11

Dnergi yang tersimpan $

4'


75/87

D < 0!2

< P . '. 1: -11. 1,. 1: 2%2

< ', . 1: -4 (oule

2) #iba+ah ini tertera skema rangkaian 3 buah kapasitor yang

4


76/87

secara berurutan nilainya 1:u, ':u, 12u cari besarnya.&apasitas rangkaina campuran tersebut.

4


77/87

44


78/87

#iket $ 01 < 1:u02 < ':u03 < 12u

#itanya $ 0totalQQ..???

(a+ab $ Nangkaian Seri


79/87

0 akhir < 0total 03< 6 12< 2:u

3 ) &apasitor lempeng diisi dengan udara diantara 2 lempeng dan)arak lempeng 1mm. Berapa luas masing-masing lempeng agar

45


80/87

besarnya kapastansi 1 farad

#iket $ d < 1mm < 1:-3mMo < 6,6 .1:-12 *m

#itanya $ AQQQQQQQ..????(a+ab $ 0 < Mo . A d

A < d . 0 Mo

6:


81/87

A < 1:-3. 1 < 1,13 .1:6 m2

6,6. 1:-12

BAB +IPENUTUP

=.1) %es$m&ulan

&esimpulan kami setelah menyusun makalah ini adalah $

61


82/87

a% kapasitor terbuat dari dua buah pelat metal yang dipisahkanoleh suatu bahan dielektrik.

b% &apasitor kondensator% dalam rangkaian elektronikadilambangkan dengan huruf /0 adalah suatu alat yang dapat

menyimpan energi*muatan listrik di dalam medan listrik,dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal darimuatan listrik

c% Berfungsi Sebagai kopling antara rangkaian yang satu denganrangkaian yang lain pada 7S < 7o+er supply%

62


83/87

d% Sebagai frekuensi dalam rangkaian antennae% #idapat Numus Fmum pada kapasitor < 0 . !f% &apasitor memiliki banyak macam, )enis dan tipe

=.2) #aran8%r$t$k

63


84/87

Saran-saran yang dapat diberikan ialah perbanyaklah praktek di dalammerangkai kapasitor ataupun perangkat-perangkat yang berhubungan dengankelistrikan, karena menurut kami teori sa)a belum cukup membuat kita lebih

professional. entunya di dalam bidang elektronika.

6'


85/87

6


86/87

DA9TAR PU#TA%A

#osen-dosen fisika.156.fisika I.87A$ 8S#osen-dosen fisika.156.fisika II.87A$ 8SBoedi)ono.156.kapita selekta fisika sekolah 2.&arunika$ (akarta.http$**blackpearl>ida.+ordpress.com*2::5*:*1'*kapasitor*

6
http://blackpearlvida.wordpress.com/2009/05/14/kapasitor/http://blackpearlvida.wordpress.com/2009/05/14/kapasitor/


87/87

http$**elektronik'.blogspot.com*2::6*:*kapasitor.htmlhttp$**fisika.name*siap*&apasitor*materi3.htmlhttp$**+++.total.or.id*info.php?kk

Kapasitor Part 2

Documents

Kapasitor Part 2