YOU ARE DOWNLOADING DOCUMENT

Please tick the box to continue:

Transcript
Page 1: RESISTOR DAN KAPASITOR

MAKALAH

Suatu Tugas Diajukan Untuk memenuhi

mata kuliah Dasar Elektronika

Disusun Oleh :

NAMA : SAFRIADI NIM : 080170024 FAKULTAS : TEKNIK JURUSAN : INFORMATIKA

PROGRAM STUDI INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MALIKUSSALEH

TAHUN AKADEMIK 2008/2009

Page 2: RESISTOR DAN KAPASITOR

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Dengan mengucapkan puji dan syukur ke hadirat ALLAH SWT yang telah memberikan kesehatan, kekuatan, dan juga melimpahkan rahmat-Nya kepada Penulis sehingga Penulis telah dapat menyelesaikan tugas Makalah yang berjudul ”Kapasitor Dan Resistor” Shalawat beserta salam Penulis doakan agar ALLAH SWT senantiasa melimpahkan salam kepada Rasulullah SAW, pun kepada keluarga serta sahabat beliau.

Tugas ini merupakan salah satu syarat untuk memenuhi amanah yang telah ditetapkan oleh Dosen Pembimbing mata kuliah Algoritma Dan Pemrograman I. Atas bantuan yang Penulis peroleh selama Praktikum dan juga selama Penulis menyelesaikan tugas ini dari awal sampai akhir, maka pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Keluarga terutama Ayah dan Ibu yang Tersayang 2. Dosen Pembimbing Mata Kuliah Dasar Elektronika 3. Serta teman-teman seangkatan yang telah membantu kelancaran dalam

pembuatan Laporan Praktikum Algoritma dan Pemrograman I ini.

Penulis menyadari bahwa tugas makalah ini masih jauh dari sempurna, Oleh sebab itu Penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif, agar dapat menjadi pelajaran bagi Penulis dan juga demi kesempurnaan pada masa-masa yang akan datang. Semoga Makalah Dasar Elektronika ini bermamfaat untuk kita semua. Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Lhokseumawe, 16 mei 2009

Penulis

i

Page 3: RESISTOR DAN KAPASITOR

RESISTOR

Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan

seperti tembaga, perak, emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi

yang sangat kecil. Bahan-bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik,

sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, yaitu

bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar

menahan aliran elektron sehingga disebut sebagai isolator.

Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk

menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara kedua

salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya. Resistor bersifat resistif dan

umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor

disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).

Menurut Hukum Ohm :

Di dalam rangkaian elektronika, resistor dilambangkan dengan huruf "R".

Dilihat dari bahannya, ada beberapa jenis resistor yang ada dipasaran antara

lain : Resistor Carbon, Wirewound, dan Metalfilm. Ada juga Resistor yang dapat

diubah-ubah nilai resistansinya antara lain : Potensiometer, Rheostat dan

Trimmer (Trimpot). Selain itu ada juga Resistor yang nilai resistansinya berubah

bila terkena cahaya namanya LDR (Light Dependent Resistor) dan resistor yang

nilai resistansinya akan bertambah besar bila terkena suhu panas yang namanya

PTC (Positive Thermal Coefficient) serta resistor yang nilai resistansinya akan Created By SAFRIADI 1

Page 4: RESISTOR DAN KAPASITOR

bertambah kecil bila terkena suhu panas yang namanya NTC (Negative Thermal

Coefficient).

Ciri yang umum dari suatu resistor adalah gelang gelang warna yang tertera

pada bodinya seperti pada gambar di bawah dan masing – masing dari warna tersebut

mengandung suatu nilai ukuran sesuai tabel warna yang sudah ditentukan dan

satuannya adalah “ohm”.Berikut ini merupakan uraian & tabel warna – warna dari

Created By SAFRIADI 2

resistor:

Fungsi resistor dapat diumpamakan dengan sekeping papan yang dipergunakan

untuk menahan aliran air yang deras di selokan/parit kecil. Makin besar nilai tahanan,

makin kecil arus dan tegangan listrik yang melaluinya. Adapun fungsi lain resistor dalam

rangkaian elektronika, yaitu :

Page 5: RESISTOR DAN KAPASITOR

a. Menahan arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika.

b. Menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian

elektronika.

c. Membagi tegangan, dll.

Symbol resistor :

Created By SAFRIADI 3

Page 6: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 4

Untuk resistor jenis carbon maupun metalfilm biasanya digunakan kode-kode warna

sebagai petunjuk besarnya nilai resistansi (tahanan) dari resistor. Resistor ini mempunyai

bentuk seperti tabung dengan dua kaki di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran

membentuk cincin kode warna, kode ini untuk mengetahui besar resistansi tanpa harus

mengukur besarnya dengan ohmmeter. Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang

dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association)

Besaran resistansi suatu resistor dibaca dari posisi cincin yang paling depan ke

arah cincin toleransi. Biasanya posisi cincin toleransi ini berada pada badan resistor

yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan posisi cincin

yang pertama agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung

mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut. Kalau kita telah bisa menentukan

mana cincin yang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.

Jumlah cincin yang melingkar pada resistor umumnya sesuai dengan besar

toleransinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 3 cincin

(tidak termasuk cincin toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi

kecil) memiliki 4 cincin (tidak termasuk cincin toleransi). Cincin pertama dan seterusnya

berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan cincin terakhir adalah faktor

pengalinya.

Misalnya resistor dengan cincin kuning, violet, merah dan emas. Cincin berwarna

emas adalah cincin toleransi. Dengan demikian urutan warna cincin resistor ini adalah,

cincin pertama berwarna kuning, cincin kedua berwarna violet dan cincin ke tiga

berwarna merah. Cincin ke empat yang berwarna emas adalah cincin toleransi. Dari

tabel 1.1 diketahui jika cincin toleransi berwarna emas, berarti resistor ini memiliki

toleransi 5%. Nilai resistansinya dihitung sesuai dengan urutan warnanya. Pertama

yang dilakukan adalah menentukan nilai satuan dari resistor ini. Karena resistor ini

resistor 5% (yang biasanya memiliki tiga cincin selain cincin toleransi), maka nilai

satuannya ditentukan oleh cincin pertama dan cincin kedua. Masih dari tabel 1.1,

diketahui cincin kuning nilainya = 4 dan cincin violet nilainya = 7. Jadi cincin pertama

dan ke dua atau kuning dan violet berurutan, nilai satuannya adalah 47. Cincin ketiga

adalah faktor pengali, dan jika warna cincinnya merah berarti faktor pengalinya adalah

Page 7: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 5

100. Sehingga dengan ini diketahui nilai resistansi resistor tersebut adalah nilai satuan

x faktor pengali atau 47 x 100 = 4700 Ohm = 4,7K Ohm (pada rangkaian elektronika

biasanya di tulis 4K7 Ohm) dan toleransinya adalah + 5%. Arti dari toleransi itu sendiri

adalah batasan nilai resistansi minimum dan maksimum yang di miliki oleh resistor

tersebut. Jadi nilai sebenarnya dari resistor 4,7k Ohm + 5% adalah :

4700 x 5% = 235

Jadi,

Rmaksimum

= 4700 + 235 = 4935 Ohm

Rminimum

= 4700 – 235 = 4465 Ohm

Apabila resistor di atas di ukur dengan menggunakan ohmmeter dan nilainya berada

pada rentang nilai maksimum dan minimum (4465 s/d 4935) maka resistor tadi masih

memenuhi standar. Nilai toleransi ini diberikan oleh pabrik pembuat resistor untuk

mengantisipasi karakteristik bahan yang tidak sama antara satu resistor dengan resistor

yang lainnya sehingga para desainer elektronika dapat memperkirakan faktor toleransi

tersebut dalam rancangannya. Semakin kecil nilai toleransinya, semakin baik kualitas

resistornya. Sehingga dipasaran resistor yang mempunyai nilai toleransi 1% (contohnya

: resistor metalfilm) jauh lebih mahal dibandingkan resistor yang mempunyai toleransi

5% (resistor carbon)

Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih resistor pada suatu

rancangan selain besar resistansi adalah besar watt-nya atau daya maksimum yang

mampu ditahan oleh resistor. Karena resistor bekerja dengan di aliri arus listrik, maka

akan terjadi disipasi daya berupa panas sebesar :

W = I2R watt.......................................................................... (1.1)

Semakinbesar ukuran fisik suatu resistor, bisa menunjukkan semakin besar

kemampuan disipasi daya resistor tersebut. Umumnya di pasar tersedia ukuran 1/8,

1/4, 1/2, 1, 2, 5, 10 dan 20 watt. Resistor yang memiliki disipasi daya maksimum 5, 10

Page 8: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 6

dan 20 watt umumnya berbentuk balok memanjang persegi empat berwarna putih,

namun ada juga yang berbentuk silinder dan biasanya untuk resistor ukuran besar ini

nilai resistansi di cetak langsung dibadannya tidak berbentuk cincin-cincin warna,

misalnya 100Ω5W atau 1KΩ10W.

Dilihat dari fungsinya, resistor dapat dibagi menjadi :

1. Resistor Tetap (Fixed Resistor)

Yaitu resistor yang nilainya tidak dapat berubah, jadi selalu tetap (konstan).

Resistor ini biasanya dibuat dari nikelin atau karbon. Berfungsi sebagai pembagi

tegangan, mengatur atau membatasi arus pada suatu rangkaian serta memperbesar

dan memperkecil tegangan.

Ukuran fisikfixed resistor bermacam – macam, tergantung pada dayaresistor

yang dimilikinya. Misalnya fixed resistor dengan daya 5watt pasti mempunyai bentuk

fisik yang jauh lebih besar dibandingkan dengan fixed resistor yang mempunyai daya

¼watt.

Dilihat dari fungsinya, resistor dapat dibagi menjadi :

1. Resistor Tetap (Fixed Resistor)

Yaitu resistor yang nilainya tidak dapat berubah, jadi selalu tetap (konstan).

Resistor ini biasanya dibuat dari nikelin atau karbon. Berfungsi sebagai pembagi

tegangan, mengatur atau membatasi arus pada suatu rangkaian serta memperbesar

dan memperkecil tegangan.

Ukuran fisikfixed resistor bermacam – macam, tergantung pada dayaresistor

yang dimilikinya. Misalnya fixed resistor dengan daya 5watt pasti mempunyai bentuk

fisik yang jauh lebih besar dibandingkan dengan fixed resistor yang mempunyai daya

¼watt.

Page 9: RESISTOR DAN KAPASITOR

Pada gambar 1 di tunjukkan beberapa contoh bentuk fisik dari fixed resistor. Dari yang

paling atas dapat dilihat

bentuk fisik dari resistor dengan daya 1/8, ¼, 1, 2, dan 5 watt. Seiring dengan

perkembangan teknologi saat ini, diciptakanlah sebuah teknologi baru yang disebut

dengan SMT (Surface Mount Technology). Dengan menggunakan teknologi ini bentuk

dari fixed resistor menjadi lebih kecil lagi, sehingga kita dapat membuat suatu sistem

Created By SAFRIADI 7

Page 10: RESISTOR DAN KAPASITOR

yang mempunyai ukuran sekecil mungkin. Contoh bentuk fixed resistor dengan

teknologi SMT dilihat pada gambar 2. Ada beberapa macam kemasan dapat

elektronik antara standard yang sudah ditentukan oleh Industri lain:

- 1206 ukuran = 3.0 mm x 1.5 mm, 2 terminal

- 0 805 ukuran = 2.0 mm x 1.3 mm, 2 terminal

- 0603 ukuran = 1.5 mm x 0.8 mm, 2 terminal

Didalam kemas dari 1 resistor yang biasanya disusun pararel dan mempunyai 1 pusat

yang dinamakan common. Untuk contoh dapat dilihat pada gambar 3.

Tipe atau jenis resistor saat ini sangat beragam, tergantung dari pemakain untuk suatu

sistem

elektronika yang akan kita rancang.

Created By SAFRIADI 8

Page 11: RESISTOR DAN KAPASITOR

Precision Wirewound resistor

Merupakan tipe resistor yang mempunyai tingkat keakuratan sangat tinggi

sampai 0.005% dan TCR (Temperature coeffisient of resistance) sangat rendah.

Sehingga sangat cocok digunakan untuk aplikasi DC yang membutuhkan keakuratan

yang sangat tinggi. Tetapi jangan menggunakan jenis ini yang rendah. untuk aplikasi rf

(radio frequency) sebab mempunyai Q resonant frequencyContoh aplikasi penggunaan

resistor ini adalah DC Measuring equipment, dan reference gulators dan decoding

Network.

NIST Standard resistor

NIST (National Institute of Standard and Technology) merupakan tipe resistor dengan

tingkat . di dalam verifikasi keakuratan sangat stabil dibandingkan keakuratan

paling tinggi yaitu 0.001% ,TCR yang rendah dengan Precision Wirewound Resistor.

Komponen ini biasanya digunakan sebagai standardn dari suatu alat ukur resistive

Created By SAFRIADI 9

Page 12: RESISTOR DAN KAPASITOR

Power Wirewound resistor

Biasanya resistor ini digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan daya yang yang

sangat besar. Komponen

ini dapat mengatasi daya yang besar dibandingkan dengan resistor yang lain. Karena

panas yang ditimbulkan cukup besar biasanya resistor ini dilapisi oleh bahan seperti ic

Tube, Ceramic rods, anodized aluminum, Ceram

fiberglass mandels, dll . Gambar diatas merupakan . contoh dari Power Wirewound

resistor

Fuse Resistor

Komponen ini selain berfungsi sebagai resistor, juga berfungsi sebagai sekering.

Resistor ini didesain sedemikian rupa sehingga bila ada arus yang sangat besar

melalinya menjadi takterhingga. Pada kondisi normal suhu dari resistor ini akan panas

ketika ada arus yang melaluinya.

Created By SAFRIADI 10

Page 13: RESISTOR DAN KAPASITOR

Carbon Composition

Ini merupakan salah satu tipe resistor yang banyak sekali dijual dipasaran. Biasanya

untuk nilai hambatan yang besar, misalnya 1K2, 2K2, 4K7, dll mudah mencarinya.

Tetapi untuk nilai hambatan yang kecil, misalnya 2., 3., dll susah dicari. Resistor ini

memiliki koefisien temperature dengan batas 1000 ppm/°C terhadap nilai

hambatannya, dimana nilai hambatannya akan turun ketika suhunya naik. Selain itu

resistor juga memiliki koefisien tegangan, dimana nilai hambatan akan berubah ketika

diberi tegangan. Semakin besar tegangan maka semakin besar perubahannya.

Voltage Rating dari resistor Carbon Composition ditentukan berdasarkan ukuran fisik,

nilai, dan dayanya. Pada saat menggunakan resistor jenis ini diharapkan agar berhati –

hati didalam perancangan, karena dapat menghasilkan noise dimana noise ini

tergantung pada nilai dari resistor dan ukurannya.

Carbon Film Resistor

Resistor jenis Carbon Film mempunyai karakteristik yang sama dengan resistor carbon

composition tetapi noise, voltage coeficient, temperature coeficient nilainya lebih

rendah. Carbon Film Resistor dibuat dengan memotong batangan keramik yang

panjang dan kemudian dicampur dengan material karbon. Frekuensi respon dari

resistor ini jauh lebih bagus dibandingkan dengan wirewound dan lebih bagus lagi

dibandingkan dengan carbon composition. Dimana wirewound akan menjadi suatu

Created By SAFRIADI 11

Page 14: RESISTOR DAN KAPASITOR

induktansi ketika frekuensinya rendah dan akan menjadi kapasitansi apabila

frekuensinya tinggi dan frekuensi rendah.

Metal Film Resistor

Metal Film resistor merupakan pilihan terbaik dari jenis resistor Carbon composition

dan carbon film.

Bahan dasar pembuat dari resistor ini adalah metal dan keramik, bahan ini mirip

wirewound.

Foil Resistor.

Resistor ini mempunyai karakteristik yang sama dengan jenis metal film. Kelebihan

utama dibandingkan dengan metal film adalah tingkat kestabilannya yang lebih tinggi,

TCR paling kecil, dan frek respon tinggi. Selain kelebihan terdapat pula kelemahan

yaitu nilai maksimum dari resistor ini lebih kecil dari nilai resistor metal film. Resistor

ini biasanya dipakai di dalam strain gauge, nilai strain dapat diukur berdasarkan

perubahan nilai resistansinya. Ketika foil-nya dipasangkan di suatu substrate fleksibel

sehingga digunakan sebagai strain gauge, dapat dipasang didaerah tempat

pengukuran strain dilakukan.

Power Film Resistor

Created By SAFRIADI 12

Page 15: RESISTOR DAN KAPASITOR

Material yang digunakan untuk membuat resistor ini sama dengan jenis metal film dan

carbon film. Tetapi karakteristik dayanya lebih tinggi. Power film resistor mempunyai

nilai yang lebih tinggi dan respon frekuensi yang lebih baik dibandingkan Power

wirewound resistor. Resistor ini banyak digunakan untuk aplikasi power karena

membutuhkan frekuensi respon yang baik, . Biasanya daya yang tinggi dan nilai yang

lebih besar daripada power wirewound resistor komponen ini memiliki toleransi yang

cukup lebar.

2. Resistor Tidak Tetap (variable resistor)

Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan

variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering

digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua

adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi

tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi

yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai

Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara, Pengubahan nilai

dengan cara memutar biasa nya terbatas sampai 300 derajat putaran memutar.

Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk

mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau

Created By SAFRIADI 13

Page 16: RESISTOR DAN KAPASITOR

“Trimmer Potentiometers” Pada gambar 4 di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan

untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di

pasang pada PCB (Printed Circuit Board).

Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut

dapat dilihat pada gambar 5. Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya

perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau

lebih nilai perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan

karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara

dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan

suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper”

potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok

digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in circuit, dll.

Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dati tipe A. Biasanya tipe

ini digunakan untuk fungsi – fungsi yang khusus. Kebanyakan untuk resistor variabel

digunakan tipe A dan tipe B.

3. Resistor NTC dan PTC.

Created By SAFRIADI 14

Page 17: RESISTOR DAN KAPASITOR

NTC (Negative Temperature Coefficient), yaitu resistor yang nilainya akan bertambah kecil

bila terkena suhu panas.

Sedangkan PTC (Positive Temperature Coefficient), yaitu resistor yang

nilainya akan bertambah besar bila temperaturnya menjadi dingin. Created By SAFRIADI 15

Page 18: RESISTOR DAN KAPASITOR

4. Resistor LDR LDR (Light Dependent Resistor) yaitu jenis resistor yang berubah

hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila terkena cahaya gelap nilai tahanannya

semakin besar, sedangkan bila terkena cahaya terang nilainya menjadi semakin

kecil.

Sirkuit ini memiliki dua fungsi:

1 - Untuk menghasilkan tingkat logis yang dapat diterima sesuai dengan posisi dan

beralih

2 - Balikkan dipimpin aktif atau tidak aktif sesuai dengan tingkat logis.

Perlu diketahui bahwa tegangan di seluruh dipimpin hanya sekitar 2V, dan ini tidak

logis tingkat yang dapat diterima. Jadi, ketika ia berpaling ON (beralih buka)

semakin rendah hambat menambahkan beberapa tegangan untuk output yang

mencapai sekitar 3,6 V (dapat diterima). Bila beralih tertutup atas hambat

melindungi dengan limitting total mengalir melalui sekarang ini.

Created By SAFRIADI 16

Logika resistor–transistor atau sering disebut dengan RTL adalah sebuah keluarga

sirkuit digital yang dibuat dari resistor sebagai jaringan masukan dan transistor dwikutub

(BJT) sebagai peranti sakelar. RTL adalah keluarga logika digital bertransistor yang

pertama, keluarga yang lain adalah logika dioda–transistor (DTL) dan logika transistor–

transistor (TTL).

Page 19: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 17

Kelebihan utama dari RTL adalah jumlah transistor yang sedikit, dimana ini merupakan

hal penting sebelum adanya teknologi sirkuit terintegrasi, dimana gerbang logika

dibangun dari komponen tersendiri karena transistor merupakan komponen yang relatif

mahal. IC logika awal juga menggunakan sirkuit ini, tetapi dengan cepat digantikan

dengan sirkuit yang lebih baik, seperti logika dioda–transistor dan kemudian logika

transistor–transistor, dikarenakan dioda dan transistor tidak lebih mahal dari resistor

dalam IC.[2]

Kekurangan paling jelas dari RTL adalah borosan dayanya yang tinggi ketika transistor

menghantar untuk mengambil alih resistor panjar keluaran. Ini membutuhkan lobih

banyak arus yang harus dicatu ke RTL dan lebih banyak bahang yang hapus dibuang

dari RTL. Kebalikannya, sirkuit TTL meminimalkan kebutuhan tersebut. Pembatasan

lain dari RTL adalah sebaran masuk (fan-in) yang terbatas, tiga masukan menjadi batas

untuk banyak desain sirkuit untuk operasi normal sebelum kehilangan kekebalan akan

desah.[3] Rangkaian terintegrasi NOR RTL standar dapat menggerakan hingga tiga

gerbang serupa. Sebagai alternatif, ini cukup untuk menggerakan dua penyangga yang

bisa menggerakan 25 keluaran lainnya.

Berbagai produsen menggunakan metode berikut untuk mempercepat RTL.

Menempatkan kondensator berjajar dengan setiap resistor masukan dapat mengurangi

takut yang dibutuhkan tingkat penggerak untuk memanjar balik pertemuan basis-emitor

tingkat digerakkan. RTL yang menggunakan teknik ini disebut dengan RCTL (resistor

capacitor transistor logic). Menggunakan tegangan catu kolektor yang tinggi dan dioda

pemangkas mengurangi waktu pengisian kapasitas liar. Susunan ini mensyaratkan

dioda memangkas kolektor ke level logika yang telah didesain. Susunan ini juga

digunakan pada DTL

Logika resistor

Page 20: RESISTOR DAN KAPASITOR

transistor

Skema gerbang NOR RTL dasar

Simbol bervariasi

Tipe rangkaian

terintegrasi

Kategori gerbang logika

Komponen sejenis

DL, DTL, TTL,

ECL,I2L,

NMOS, CMOS

Created By SAFRIADI 18

Page 21: RESISTOR DAN KAPASITOR

Skema gerbang NOR RTL yang digunakan untuk membuat komputer pengendali Apollo

Resistor foto

Created By SAFRIADI 19

Page 22: RESISTOR DAN KAPASITOR

Simbol

Tipe Resistor

Kategori Transduser

Prinsip kerja Pergerakan foton

Komponen sejenis Transistor foto, dioda foto

Kemasan 2 kaki

Resistor peka cahaya atau fotoresistor adalah komponen elektronik yang resistansinya

akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya yang mengenainya. Fotoresistor

dapat merujuk pula pada light-dependent resistor (LDR), atau fotokonduktor.

Fotoresistor dibuat dari semikonduktor beresistansi tinggi. Jika cahaya yang

mengenainya memiliki frekuensi yang cukup tinggi, foton yang diserap oleh

semikonduktor akan menyebabkan elektron memiliki energi yang cukup untuk meloncat

ke pita konduksi. Elektron bebas yang dihasilkan (dan pasangan lubangnya) akan

mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistansinya

Created By SAFRIADI 20

Page 23: RESISTOR DAN KAPASITOR

Resistor kaki aksial

Tiga resistor komposisi karbon para radio tabung vakum

RANGKAIAN RESISTOR

setelah kita mengetahi pengertian resistor, maka kita mencoba untuk membahas

tentang cara menghitung rangkaian pada resistor apabila kita merangkai dengan cara

seri atau pararel.

ada perbedaan cara menghitung rangkaian total pada resistor apabila dirangkai seri

dan dirangkai pararel, untuk lebih jelasnya, mari kita bahas bersama-sama:

Rangkaian Resistor Seri

Created By SAFRIADI 21

Page 24: RESISTOR DAN KAPASITOR

apabila ada dua buah resistor atau lebih dirangkai secara seri, maka untuk menghitung

nilai total dari rangkaian tersebut adalah dengan menjumlahkan seperti biasa, sehingga

:

Rtotal = R1 + R2 + R3 + … + Rn

Dimana :

Rtotal = Resistansi total dari rangkaian seri

R1 = resistor seri 1

R2 = resistor seri 2

R3 = resistor seri 3

Rn = banyaknya resistor ke n

Contoh1

Created By SAFRIADI 22

Page 25: RESISTOR DAN KAPASITOR

dari rangkaian diatas kita mencoba untuk mencari nilai Rtotal dan arus total (Itotal)

Rtotal = R1 + R2 + R3 + R4

Rtotal = 1K + 2K + 3K +4K

Rtotal = 10K

Itotal = V / Rtotal

Itotal = 10 Volt/ 10K? = 1 mA

Contoh2

misalkan saja ada 4 resistor dengan nilai masing-masing adalah R1=100 ohm ; R2=150

ohm ; R3=200 ohm ; R4=250 ohm. Kita rangkaikan 4 resistor tersebut secara seri,

maka :

Rt = R1 + R2 + R3 + R4

Rt = 100 + 150 + 200 + 250

= 700 ohm

Created By SAFRIADI 23

Page 26: RESISTOR DAN KAPASITOR

Rangkaian Resistor Pararel

apabila ada dua buah resistor atau lebih dirangkai secara pararel, maka untuk

menghitung nilai total dari rangkaian tersebut adalah dengan menjumlahkan seperti

rumus di bawah ini, sehingga :

1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … + 1/R4

dimana :

R total = Resistansi total dari rangkaian pararel

R1 = Resistansi resistor 1

R2 = Resistansi resistor 2

R3 = Resistansi Resistor 3

R n = resistansi resistor ke n

Contoh1

Created By SAFRIADI 24

Page 27: RESISTOR DAN KAPASITOR

dari rangkaian diatas kita mencoba untuk mencari nilai Rtotal dan arus total (Itotal)

1/Rtotal = 1/ R1 + 1/ R2 + 1/R3 + 1/ R4

1/Rtotal = 1/1K + 1/2K + 1/3K + 1/4K

Rtotal = 40

I total = 10/40 = 250 mA

Contoh2

Kita buat aja 4 resistor di atas sebagai contoh, jika dirangkai secara paralel maka :

1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4

1/Rt = 1/100 + 1/150 + 1/200 + 1/250

= 750/75000 + 500/75000 + 375/75000 + 300/75000

1/Rt = 1205/75000

maka :

Rt = 75000/1205 = 62,24 ohm

Created By SAFRIADI 25

Page 28: RESISTOR DAN KAPASITOR

Rumus untuk perhitungan resistor yang diparalelkan adalah :

21

21

xRRxRRR =

Coba perhitungkan resistor:

Ohm 67,6Ohm 30Ohm 200

Ohm 20 x Ohm 10Ohm 20 x Ohm 10R

=

==

Perhitungan diatas hanya berlaku untuk 2 buah resistor yang disambungkan secara

paralel jika lebih dari 2 buah resistor yang nilainya sama, maka kita pergunakan rumus :

nRpR = dimana : Rp = nilai resistor yang diparalelkan

n = jumlah resistor yang diparalelkan

Contoh3

Misalkan kita buat rangkaian kombinasi : R1 dan R2 diserikan, lalu 2 resistor seri

tersebut diparalel dengan R3, dan hasilnya diserikan dengan R4. Lihat gambar di

bawah ini.

Created By SAFRIADI 26

Page 29: RESISTOR DAN KAPASITOR

Cara menentukan R totalnya atau R resultant-nya adalah :

Tahap 1 kita hitung dulu nilai Resistor hasil dari R1 dan R2 yang dirangkai secara seri

(Rs) yaitu :

Rs = R1 + R2 = 100 + 150 = 250 ohm

Tahap selanjutnya Rs ini diparalel dengan R3, kita hitung R paralel (Rp)

1/Rp = 1/Rs + 1/R4 = 1/250 + 1/200 = 4/1000 + 5/1000

1/Rp= 9/1000

Maka :

Rp = 1000/9

= 111,11 ohm

Tahap selanjutnya Rp ini diserikan dengan R4, maka R totalnya adalah :

Rt = Rp + R4 = 111,11 + 250

Rt = 361,11 ohm

Resistor pasang-permukaan

Created By SAFRIADI 27

Page 30: RESISTOR DAN KAPASITOR

Gambar ini menunjukan empat resistor pasang permukaan (komponen pada kiri atas

adalah kondensator) termasuk dua resistor nol ohm. Resistor nol ohm sering digunakan

daripada lompatan kawat sehingga dapat dipasang dengan mesin pemasang resistor.

Resistor pasang-permukaan dicetak dengan harga numerik dengan kode yang mirip

dengan kondensator kecil. Resistor toleransi standar ditandai dengan kode tiga digit,

dua pertama menunjukkan dua angka pertama resistansi dan angka ketiga

menunjukkan pengali (jumlah nol). Contoh:

"334" = 33 × 10.000 ohm = 330 KOhm "222" = 22 × 100 ohm = 2,2 KOhm "473"= 47 ×

1,000 ohm = 47 KOhm "105"= 10 × 100,000 ohm = 1 MOhm

Resistansi kurang dari 100 ohm ditulis: 100, 220, 470. Contoh:

"100" = 10 × 1 ohm = 10 ohm "220" = 22 × 1 ohm = 22 ohm

Kadang-kadang harga-harga tersebut ditulis "10" atau "22" untuk mencegah

kebingungan.

Resistansi kurang dari 10 ohm menggunakan 'R' untuk menunjukkan letak titik desimal.

Contoh:

"4R7" = 4.7 ohm "0R22" = 0.22 ohm "0R01" = 0.01 ohm

Created By SAFRIADI 28

Page 31: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 29

Resistor presisi ditandai dengan kode empat digit. Dimana tiga digit pertama

menunjukkan harga resistansi dan digit keempat adalah pengali. Contoh:

"1001" = 100 × 10 ohm = 1 kohm "4992" = 499 × 100 ohm = 49,9 kohm "1000" = 100 ×

1 ohm = 100 ohm

"000" dan "0000" kadang-kadang muncul bebagai harga untuk resistor nol ohm

Resistor pasang-permukaan saat ini biasanya terlalu kecil untuk ditandai

Penandaan tipe industri

Format:

XX YYYZ

• X: kode tipe

• Y: nilai resistansi

• Z: toleransi

Rating Daya pada 70°C Kode Tipe Rating Daya (Watt) Teknik MIL-R-11 Teknik MIL-R-

39008 BB ⅛ RC05 RCR05 CB ¼ RC07 RCR07 EB ½ RC20 RCR20 GB 1 RC32

RCR32 HB 2 RC42 RCR42 GM 3 - - HM 4 - - Kode Toleransi Toleransi Teknik Industri

Teknik MIL ±5% 5 J ±20% 2 M ±10% 1 K ±2% - G ±1% - F ±0.5% - D ±0.25% - C ±0.1%

- B

Rentang suhu operasional membedakan komponen kelas komersil, kelas industri dan

kelas militer.

• Kelas komersil: 0 °C hingga 70 °C

• Kelas industri: −40 °C hingga 85 °C (seringkali −25 °C hingga 85 °C)

• Kelas militer: −55 °C hingga 125 °C (seringkali -65 °C hingga 275 °C)

Page 32: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 30

• Kelas standar: -5°C hingga 60°C

3. Nilai-nilai standar resistor

Tidak semua nilai resistansi tersedia di pasaran. Tabel 1.2 adalah contoh

tabel nilai resistansi resistor standard yang beredar dipasaran. Data mengenai

resistor yang ada di pasaran bisa didapat dari Data Sheet yang dikeluarkan oleh

pabrik pembuat resistor.

Tabel 1.2 Nilai standard

resistor 1R0

10R 100R 1K0 10K 100K 1M0

1R1 11R 110R 1K1 11K 110K n/a

1R2 12R 120R 1K2 12K 120K n/a

1R3 13R 130R 1K3 13K 130K n/a

1R5 15R 150R 1K5 15K 150K n/a

1R6 16R 160R 1K6 16K 160K n/a

1R8 18R 180R 1K8 18K 180K n/a

2R0

20R 200R 2K0 20K 200K n/a

2R2

22R 220R 2K2 22K 220K n/a

2R4

24R 240R 2K4 24K 240K n/a

2R7

27R 270R 2K7 27K 270K n/a

Page 33: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 31

3R0

30R 300R 3K0 30K 300K n/a

3R3

33R 330R 3K3 33K 330K n/a

3R6

36R 360R 3K6 36K 360K n/a

3R9

39R 390R 3K9 39K 390K n/a

4R3

43R 430R 4K3 43K 430K n/a

4R7

47R 470R 4K7 47K 470K n/a

5R1

51R 510R 5K1 51K 510K n/a

5R6

56R 560R 5K6 56K 56OK n/a

6R2

62R 620R 6K2 62K 620K n/a

6R8

68R 680R 6K8 68K 680K n/a

7R5

75R 750R 7K5 75K 750K n/a

8R2

82R 820R 8K2 82K 82OK n/a

9R1

91R 910R 9K1 91K 910K n/a

Page 34: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 32

Contoh cara membaca kode warna pada badan resistor dengan mengabaikan gelang ke-IV

1. Resistor dengan gelang ke-I = merah

gelang ke-II = kuning

gelang ke-III = jingga

gelang ke-IV = ..........

gelang ke-III (jingga) = 000

gelang ke-II (kuning) = 4

gelang ke-I (merah) = 2

Jadi nilai resistor ini ialah R = 24.000 Ohm / R = 24 k Ohm.

2. Resistor dengan gelang ke-I = coklat

gelang ke-II = hijau

gelang ke-III = merah

gelang ke-IV = ..........

gelang ke-III (merah) = 00

gelang ke-II (hijau) = 5

gelang ke-I (coklat) = 1

Jadi nilai resistor ini ialah R = 1.500 Ohm / R = 1 k 5 Ohm.

Dari contoh-contoh di atas menunjukkan gelang ke-I dan gelang ke-II

menunjukkan bilangan, gelang ke-III menunjukkan perkalian atau jumlah nol, dan

gelang ke-IV menunjukkan persentase toleransi yang harus ditambahkan / dikurangkan

pada hasil penilaian ukuran resistor tersebut.

Page 35: RESISTOR DAN KAPASITOR

Di bawah ini beberapa rumus (Hukum Ohm) yang sering dipakai dalam perhitungan

elektronika :

Konversi satuan :

1 Ohm = 1 Ω

1 K Ohm = 1 K Ω

1 M Ohm = 1 M Ω

1 K Ω = 1.000 Ω

1 M Ω = 1.000 K Ω

1 M Ω = 1.000.000 Ω

(M = Mega (106); K = Kilo (10

3))

Created By SAFRIADI 33

Page 36: RESISTOR DAN KAPASITOR

Op Amp

Penguat Operasional yang sering di sebut dengan Op Amp adalah sebuah komponen

yang memiliki inpendansi masukan yang tinggi, inpendansi keluaran rendah, dan

penguatan tegangan yang dapat di ubah dan dapat di atur dengan resistor luar. Simbol

untuk Op amp di perlihatkan pada gambar di bawah :

Simbol Op_Amp

Op amp yang di perlihatkan pada gambar di atas memiliki dua masukan, masukanyang

berada di sebelah atas di sebut masukan Pembalikan, yang di perlihatkan dengan

tanda minius (-), sedangkan masukkan yang di sebelah bawah adalah masukan bukan

pembalikan dengan tanda plus (+), sedangkan keluarannya berada di sebelah kanan

gambar.Penguat operasioanal hampir tidak pernah di gunakan secara tersendiri.

Umumnya digunakan dua buah resistor yang di perlihatkan pada gambar di bawah di

ikut sertakan dalam rangkaian :

Created By SAFRIADI 34

Page 37: RESISTOR DAN KAPASITOR

Op Amp dengan resistor masukan dan umpan balik

Pada gambar terlihat dua buah resistor tambahan yang berfungsi sebagai resistor

masukkan resistor umpan balik. Penguatan Op amp dapat di ubahdengan cara

mengubah ubah nilai resistor masukan dan resistor umpan balik.

Dalam proyek ini kami menggunakan Op amp Type LM 741, namun bisa juga dengan

menggunakan type yang mana saja.

Created By SAFRIADI 35

Page 38: RESISTOR DAN KAPASITOR

Kapasitor

KAPASITOR (KONDENSATOR)

Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf

“C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik,

dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan

oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011

cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut. Kapasitor awalnya adalah perkembangan dari

guci Leyden yang ditemukan oleh Pieter van Musschenbroek di Leyden, Belanda pada tahun 1745.

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan

dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas

dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif

akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-

muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir

menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub

positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan

selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini

terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.

Created By SAFRIADI 35

Page 39: RESISTOR DAN KAPASITOR

Kapasitansi

Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x

1018 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

Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

C = nilai kapasitansi dalam F (farad)

V = besar tegangan dalam V (volt)

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)

Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang disederhanakan.

Created By SAFRIADI 36

Page 40: RESISTOR DAN KAPASITOR

Nilai dan satuan kapasitor

Nilai dan satuan kapasitor adalah Farad dan biasanya disingkat F.

Nilai satuan ini dianggap terlalu dasar, sehingga satuan Farad ini diperkecil lagi menjadi satuan-

satuan sebagai berikut :

microFarads (µF) nanoFarads (nF) picoFarads (pF)

0.000001µF = 0.001nF = 1pF

0.00001µF = 0.01nF = 10pF

0.0001µF = 0.1nF = 100pF

Created By SAFRIADI 37

Page 41: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 38

0.001µF = 1nF = 1000pF

0.01µF = 10nF = 10,000pF

0.1µF = 100nF = 100,000pF

1µF = 1000nF = 1,000,000pF

10µF = 10,000nF = 10,000,000pF

100µF = 100,000nF = 100,000,000pF

1 F = 1 Farad = 1.000.000 Mikro Farad = 10^6 uF

1 uF = 1000 nF = 100 KpF

1 uF = 1.000.000 pico Farad = 10^6 pF

Nilai kapasitor selain dituliskan dengan kode warna seperti pada resistor, kebanyakan dituliskan

dengan simbol-simbol angka seperti ini :

0.1 artinya o.1 uF

0.001 artinya 0.001 uF

102 artinya 10 x 10^2 pF = 100 pF = 1 KpF

203 artinya 20 x 10^3 pF = 200 PF = 20 KpF

Note : Tanda ^ artinya pangkat .

Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif

serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

Page 42: RESISTOR DAN KAPASITOR

Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak

mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih

berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering

disebut kapasitor (capacitor).

Membaca Kapasitansi

Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka yang jelas.

Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco

dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 22uF/25v.

Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3

(tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh,

kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF.

Created By SAFRIADI 39

Page 43: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 40

Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3

adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 =

100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan seterusnya. Misalnya pada kapasitor keramik tertulis 104, maka

kapasitansinya adalah 10 x 10.000 = 100.000pF atau = 100nF. Contoh lain misalnya tertulis 222,

artinya kapasitansi kapasitor tersebut adalah 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF.

Selain dari kapasitansi ada beberapa karakteristik penting lainnya yang perlu diperhatikan.

Biasanya spesifikasi karakteristik ini disajikan oleh pabrik pembuat didalam datasheet. Berikut

ini adalah beberapa spesifikasi penting tersebut.

Tegangan Kerja (working voltage)

Tegangan kerja adalah tegangan maksimum yang diijinkan sehingga kapasitor masih dapat

bekerja dengan baik. Para elektro- mania barangkali pernah mengalami kapasitor yang meledak

karena kelebihan tegangan. Misalnya kapasitor 10uF 25V, maka tegangan yang bisa diberikan

tidak boleh melebihi 25 volt dc. Umumnya kapasitor-kapasitor polar bekerja pada tegangan DC

dan kapasitor non-polar bekerja pada tegangan AC.

Temperatur Kerja

Kapasitor masih memenuhi spesifikasinya jika bekerja pada suhu yang sesuai. Pabrikan

pembuat kapasitor umumnya membuat kapasitor yang mengacu pada standar popular. Ada 4

standar popular yang biasanya tertera di badan kapasitor seperti C0G (ultra stable), X7R (stable)

serta Z5U dan Y5V (general purpose). Secara lengkap kode-kode tersebut disajikan pada table

berikut.

Tabel-2 : Kode karakteristik kapasitor kelas I

Page 44: RESISTOR DAN KAPASITOR

Tabel-3 : Kode karakteristik kapasitor kelas II dan III

Created By SAFRIADI 41

Page 45: RESISTOR DAN KAPASITOR

Toleransi

Seperti komponen lainnya, besar kapasitansi nominal ada toleransinya. Tabel diatas menyajikan

nilai toleransi dengan kode-kode angka atau huruf tertentu. Dengan table di atas pemakai dapat

dengan mudah mengetahui toleransi kapasitor yang biasanya tertera menyertai nilai nominal

kapasitor. Misalnya jika tertulis 104 X7R, maka kapasitasinya adalah 100nF dengan toleransi

+/-15%. Sekaligus dikethaui juga bahwa suhu kerja yang direkomendasikan adalah antara -55Co

sampai +125Co (lihat tabel kode karakteristik)

Insulation Resistance (IR)

Walaupun bahan dielektrik merupakan bahan yang non-konduktor, namun tetap saja ada arus

yang dapat melewatinya. Artinya, bahan dielektrik juga memiliki resistansi. walaupun nilainya

sangat besar sekali. Phenomena ini dinamakan arus bocor DCL (DC Leakage Current) dan

resistansi dielektrik ini dinamakan Insulation Resistance (IR). Untuk menjelaskan ini, berikut

adalah model rangkaian kapasitor.

Gambar-3 : Model rangkaian kapasitor

C = Capacitance

ESR = Equivalent Series Resistance

L = Inductance

Created By SAFRIADI 42

Page 46: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 43

IR = Insulation Resistance

Jika tidak diberi beban, semestinya kapasitor dapat menyimpan muatan selama-lamanya. Namun

dari model di atas, diketahui ada resitansi dielektrik IR(Insulation Resistance) yang paralel

terhadap kapasitor. Insulation resistance (IR) ini sangat besar (MOhm). Konsekuensinya tentu

saja arus bocor (DCL) sangat kecil (uA). Untuk mendapatkan kapasitansi yang besar diperlukan

permukaan elektroda yang luas, tetapi ini akan menyebabkan resistansi dielektrik makin kecil.

Karena besar IR selalu berbanding terbalik dengan kapasitansi (C), karakteristik resistansi

dielektrik ini biasa juga disajikan dengan besaran RC (IR x C) yang satuannya ohm-farads atau

megaohm-micro farads.

Dissipation Factor (DF) dan Impedansi (Z)

Dissipation Factor adalah besar persentasi rugi-rugi (losses) kapasitansi jika kapasitor bekerja

pada aplikasi frekuensi. Besaran ini menjadi faktor yang diperhitungkan misalnya pada aplikasi

motor phasa, rangkaian ballast, tuner dan lain-lain. Dari model rangkaian kapasitor digambarkan

adanya resistansi seri (ESR) dan induktansi (L). Pabrik pembuat biasanya meyertakan data DF

dalam persen. Rugi-rugi (losses) itu didefenisikan sebagai ESR yang besarnya adalah persentasi

dari impedansi kapasitor Xc. Secara matematis di tulis sebagai berikut :

Page 47: RESISTOR DAN KAPASITOR

Gambar-4 : Faktor dissipasi

Dari penjelasan di atas dapat dihitung besar total impedansi (Z total) kapasitor adalah :

Created By SAFRIADI 44

Page 48: RESISTOR DAN KAPASITOR

Gambar-5 : Impendansi Z

Karakteristik respons frekuensi sangat perlu diperhitungkan terutama jika kapasitor bekerja pada

frekuensi tinggi. Untuk perhitungan respons frekuensi dikenal juga satuan faktor qualitas Q

(quality factor) yang tak lain sama dengan 1/DF.

KAPASITAS SUATU KAPASITOR (C) KEPING SEJAJAR :

Secara skematis sebuah kapasitor keping sejajar dapat digambarkan seperti pada gambar di

bawah ini,

Created By SAFRIADI 45

Page 49: RESISTOR DAN KAPASITOR

C = Q/V

Satuan Coulomb/Volt = Farrad

Dalam rumus ini nilai kapasitor C tidak dapat

diubah (nilai C tetap).

Untuk mengubah nilai kapasitas kapasitor C dapat digunakan rumus :

C = (K o A)/d = K Co

Q = muatan yang tersimpan pada keping kapasitor

V = beda potensial antara keping kapasitor.

KUAT MEDAN LISTRIK (E) DI ANTARA KEPING SEJAJAR :

E = σ/∈ = V/d Created By SAFRIADI 46

Page 50: RESISTOR DAN KAPASITOR

σ = rapat muatan = Q/A ⇒ A = luas keping

∈ = K ∈o

K = tetapan dielektrik bahan yang disisipkan di antara keping kapasitor.

K = 1 ⇒ untuk bahan udara

1 ⇒ untuk bahan dielektrik

Jika dua bola konduktor dengan kapasitas C1 dan C2 serta tegangan V1 dan V2, dihubungkan

dengan sepotong kawat kecil, maka potensial gabungan pada bola-bola tersebut :

Vgab = C1V1 + C2V2

C1 + C2

Energi Yang Tersimpan Dalam Kapasitor (W) :

W = ½ Q V = ½ C V² = ½ Q²/C satuan Joule

Arus Transien pada Rangkaian RC

Created By SAFRIADI 47

Page 51: RESISTOR DAN KAPASITOR

Gambar di atas menjelaskan proses pemuatan dan pelucutan muatan pada sebuah kapasitor.

Jika mula-mula saklar berada pada posisi 1 dalam waktu yang relatif lama maka

kapasitor akan termuati sebesar V volt. Pada keadaan ini kita catat sebagai t = 0.

Saat saklar dipindah ke posisi 2, muatan kapasitor mulai dilucuti (discharge)

sehingga tegangan pada kapasitor tersebut mulai menurun. Saat tegangan pada kapasitor mulai

menurun, energi yang tersimpan akan dilepas menjadi panas melalui resistor. Karena tegangan

pada kapasitor adalah sama dengan tegangan pada resistor maka arus yang lewat rangkaian juga

akan menurun. Proses ini terus berlangsung sampai seluruh muatan terlucuti atau tegangan dan

arus menjadi nol sehingga rangkaian dalam keadaan stabil (steady-state). Untuk menentukan

persamaan tegangan dan arus saat muatan kapasitor dilucuti dapat digunakan hk Kirchhoff

tentang arus sebagai berikut.

Ic (t) + Ir (t)= 0

Created By SAFRIADI 48

Page 52: RESISTOR DAN KAPASITOR

Plot pelucutan tegangan kapasitor

Persamaan eksponensial ini menggambarkan bagaimana kondisi kapasitor saat

muatannya dilucuti. Secara grafik persamaan tersebut dapat diplot seperti diperlihatkan

pada gambar di atas. Terlihat bahwa pada kondisi akhir ( (∞) C v ), harga tegangan kapasitor

adalah nol.

Wujud dan Macam Kondensator

Berdasarkan kegunaannya kondensator di bagi menjadi :

Created By SAFRIADI 49

Page 53: RESISTOR DAN KAPASITOR

1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)

2. Kondensator elektrolit (Electrolit Condenser = Elco)

3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)

Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka

yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor

elco dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 100µF25v yang artinya kapasitor/ kondensator

tersebut memiliki nilai kapasitansi 100 µF dengan tegangan kerja maksimal yang diperbolehkan

sebesar 25 volt.

Kapasitor yang ukuran fisiknya kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga)

angka saja. Jika hanya ada dua angka, satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh,

kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. Jika

ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah

faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3

= 1.000, 4 = 10.000, 5 = 100.000 dan seterusnya.

Contoh :

Untuk kapasitor polyester nilai kapasitansinya bisa diketahui berdasarkan warna seperti

pada resistor.

Created By SAFRIADI 50

Page 54: RESISTOR DAN KAPASITOR

Contoh :

Created By SAFRIADI 51

Page 55: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 52

Seperti komponen lainnya, besar kapasitansi nominal ada toleransinya. Pada tabel 2.3

diperlihatkan nilai toleransi dengan kode-kode angka atau huruf tertentu. Dengan tabel tersebut

pemakai dapat dengan mudah mengetahui toleransi kapasitor yang biasanya tertera menyertai

nilai nominal kapasitor. Misalnya jika tertulis 104 X7R, maka kapasitansinya adalah 100nF

dengan toleransi +/-15%. Sekaligus diketahui juga bahwa suhu kerja yang direkomendasikan

adalah antara -55Co sampai +125Co .

Page 56: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 53

Page 57: RESISTOR DAN KAPASITOR

Dari penjelasan di atas bisa diketahui bahwa karakteristik kapasitor selain kapasitansi

juga tak kalah pentingnya yaitu tegangan kerja dan temperatur kerja. Tegangan kerja adalah

tegangan maksimum yang diijinkan sehingga kapasitor masih dapat bekerja dengan baik.

Misalnya kapasitor 10uF25V, maka tegangan yang bisa diberikan tidak boleh melebihi 25 volt

dc. Umumnya kapasitor-kapasitor polar bekerja pada tegangan DC dan kapasitor non-polar

bekerja pada tegangan AC. Sedangkan temperatur kerja yaitu batasan temperatur dimana

kapasitor masih bisa bekerja dengan optimal. Misalnya jika pada kapasitor tertulis X7R, maka

kapasitor tersebut mempunyai suhu kerja yang direkomendasikan antara -55Co sampai +125Co.

Biasanya spesifikasi karakteristik ini disajikan oleh pabrik pembuat di dalam datasheet.

2.3. Rangkaian Kapasitor

Pada susunan seri kapasitor berlaku:

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

pengganti qs = q1 = q2 = ....

Beda potensial pada ujung-ujung kapasitor pengganti adalah sama dengan jumlah beda

potensial ujung-ujung tiap kapasitor V s = V 1 + V 2 + ....

Besarnya kapasitas kapasitor pengganti susunan seri dari beberapa buah kapasitor dapat

dihitung V s = V 1 + V 2 + ....

karena qs = q1 = q2 = .... maka

Created By SAFRIADI 54

Page 58: RESISTOR DAN KAPASITOR

Susunan Paralel Kapasitor

Pada susunan paralel kapasitor berlaku :

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

Vp = V1 = V2 = ....

• Muatan kapasitor pengganti sama dengan jumlah muatan tiap-tiap kapasitor

qp = q1 + q2 ....

• Untuk menentukan besar kapasitas kapasitor pengganti susunan paralel CP dari beberapa buah

kapasitor dapat dihitung

qs = q1 + q2 + ....

VpVp = C1V1 + C2V2 +..... karena Vp = V1 = V2 = ....

Created By SAFRIADI 55

Page 59: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 56

Contoh 1 :

Sebuah titik A yang bermuatan -10 mC berada di udara pada jarak 6 cm dari titik B yang

bermuatan +9 mC. Hitunglah kuat medan di sebuah titik yang terletak 3 cm dari A den 9 cm dari

B !

Jawab:

Misalkan titik C (diasumsikan bermuatan positif) dipengaruhi oleh kedua muatan QA den QB,

maka :

EA = k.QA = (9.10E9) (10.10E-6) = 10E8 N/C

RA2 (3.10E-2)²

EA = k.QB = (9.10E9) (10.10E-6) = 10 E87 N/C

RB² (3×10E-2)²

Jadi resultan kuat medan di titik C adalah :

EC = EA - EB = 9 × 107 N/C

Contoh 2 :

Sebuah massa m = 2 mg diberi muatan Q dan digantung dengan tali yang panjangnya 5 cm.

Akibat pengaruh medan listrik homogen sebesar 40 N/C yang arahnya horizontal, maka tali

membentuk sudut 45° terhadap vertikal. Bila percepatan gravitasi g=10 m/s², maka hitunglah

muatan Q !

Jawab :

m = 2 mgram = 2.10-6 kg

Uraikan gaya-gaya yang bekerja pada muatan Q dalam koordinat (X,Y). Dalam keadaan akhir

(di titik B benda setimbang) :

Page 60: RESISTOR DAN KAPASITOR

Fx = T sin = Q E ...... (1)

Fy = T cos = W ....... (2)

Persamaan (1) dibagi (2) menghasilkan

tg = (QE)/w = (w tg/ E

= (2.10E-6) 10.tg45°

40

= 0,5 C

Contoh 3 :

Dua keping logam terpisah dengan jarak d mempunyai beda potensial V. Jika elektron bergerak

dari satu keping ke keping lain dalam waktu t mendapat percepatan a den m = massa

elektron,maka hitunglah kecepatan elektron !

Jawab :

Elektron bergerak dari kutub negatif ke

positif.Akibatnya arah gerak elektron berlawanan

dengan arah medan listrik E, sehingga elektron

mendapat percepatan a

Gaya yang mempengaruhi elektron:

F = e E = e V/d .... (1)

F = m a = m v/t .... (2)

Gabungkan persamaan (1) den (2), maka kecepatan

elektron adalah

V = eVt/md

Created By SAFRIADI 57

Page 61: RESISTOR DAN KAPASITOR

Contoh 4 :

Tentukan hubungan antara kapasitansi (C) suatu keping sejajar yang berjarak d dengan

tegangannya (V) dan muatannya (Q) !

Jawab :

Kapasitas kapasitor dapat dihitung dari dua rumus, yaitu :

C = Q/V ... (1)

C = (K o A) / d ... (2)

Dari rumus (1), nilai kapasitas kapasitor selalu tetap, yang berubah hanya nilai Q den V sehingga

C tidak berbanding lurus dengan Q den C tidak berbanding terbalik dengan V. Dari rumus (2)

terlihat bahwa nilai C tergantung dari medium dielektrik (K), tergantung dari luas keping (A) den

jarak antar keping (d).

Contoh 5 :

Tiga buah kapasitor masing-masing kapasitasnya 3 farad, 6 farad den 9 farad dihubungkan secara

seri, kemudian gabungan tersebut dihubungkan dengan tegangan 220 V. Hitunglah tegangan

antara ujung-ujung kapasitor 3 farad !

Jawab :

Kapasitas gabungan ketiga kapasitor: 1/Cg = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 Cg

= 18/11 F

Muatan gabungan yang tersimpan pada ketiga kapasitor

Qg = Cg V = 18/11 . 220 = 360 coulomb

Sifat kapasitor seri : Qg = Q1 = Q2 = Q3, jadi tegangan pada kapasitor 3 F adalah V = Q1/C1 =

Qg/C1 = 360/3 = 120 volt

Created By SAFRIADI 58

Page 62: RESISTOR DAN KAPASITOR

Fungsi Kapasitor

Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian :

1. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada PS = Power

Supply)

2. Sebagai filter dalam rangkaian PS

3. Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna

4. Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon

5. Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar

Tipe Kapasitor

Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih

sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan

electrochemical.

Kapasitor Electrostatic

Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik

dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk

membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. Tersedia dari besaran pF sampai beberapa µF,

Created By SAFRIADI 59

Page 63: RESISTOR DAN KAPASITOR

yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk

kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene

terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene, polycarbonate,

metalized paper dan lainnya.

Mylar, MKM, MKT adalah beberapa contoh sebutan merek dagang untuk kapasitor

dengan bahan-bahan dielektrik film. Umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar.

Kapasitor keramik

Kapasitor Electrolytic

Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah

lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar

dengan tanda + dan – di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah

karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutub positif anoda

dan kutub negatif katoda.

Created By SAFRIADI 60

Page 64: RESISTOR DAN KAPASITOR

(Kapasitor Electrolytic)

Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium, magnesium, titanium,

niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat dioksidasi sehingga membentuk lapisan

metal-oksida (oxide film). Lapisan oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada

proses penyepuhan emas. Elektroda metal yang dicelup ke dalam larutan elektrolit (sodium

borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif (katoda).

Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidasi permukaan plat metal. Contohnya,

jika digunakan Aluminium, maka akan terbentuk lapisan Aluminium-oksida (Al2O3) pada

permukaannya.

Created By SAFRIADI 61

Page 65: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 62

Dengan demikian berturut-turut plat metal (anoda), lapisan-metal-oksida dan electrolyte

(katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal-oksida sebagai dielektrik. Dari

rumus (2) diketahui besar kapasitansi berbanding terbalik dengan tebal dielektrik. Lapisan metal-

oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian dapat dibuat kapasitor yang kapasitansinya

cukup besar.

Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang banyak digunakan

adalah aluminium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah adalah aluminium. Untuk

mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat Aluminium ini biasanya digulung radial.

Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai contoh

100uF, 470uF, 4700uF dan lain-lain, yang sering juga disebut kapasitor elco.

Bahan electrolyte pada kapasitor tantalum ada yang cair tetapi ada juga yang padat.

Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutan electrolit yang menjadi elektroda

negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu manganese-dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis

ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu

karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor

tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil Jadi dapat dipahami mengapa kapasitor

Tantalum menjadi relatif mahal.

• Kapasitor Electrochemical

Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini

adalah battery dan accu. Pada kenyataannya battery dan accu adalah kapasitor yang sangat baik,

karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Tipe

kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar

namun kecil dan ringan, misalnya untuk aplikasi mobil elektrik dan telepon selular.

Page 66: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 63

Peranan Kapasitor dalam Penggunaan Energi Listrik

Kehidupan modern salah satu cirinya adalah pemakaian energi listrik yang besar. Besarnya

energi atau beban listrik yang dipakai ditentukan oleh reaktansi (R), induktansi (L) dan

capasitansi (C). Besarnya pemakaian energi listrik itu disebabkan karena banyak dan beraneka

ragam peralatan (beban) listrik yang digunakan. Sedangkan beban listrik yang digunakan

umumnya bersifat induktif dan kapasitif. Di mana beban induktif (positif) membutuhkan daya

reaktif seperti trafo pada rectifier, motor induksi (AC) dan lampu TL, sedang beban kapasitif

(negatif) mengeluarkan daya reaktif. Daya reaktif itu merupakan daya tidak berguna sehingga

tidak dapat dirubah menjadi tenaga akan tetapi diperlukan untuk proses transmisi energi listrik

pada beban. Jadi yang menyebabkan pemborosan energi listrik adalah banyaknya peralatan yang

bersifat induktif. Berarti dalam menggunakan energi listrik ternyata pelanggan tidak hanya

dibebani oleh daya aktif (kW) saja tetapi juga daya reaktif (kVAR). Penjumlahan kedua daya itu

akan menghasilkan daya nyata yang merupakan daya yang disuplai oleh PLN. Jika nilai daya itu

diperbesar yang biasanya dilakukan oleh pelanggan industri maka rugi-rugi daya menjadi besar

sedang daya aktif (kW) dan tegangan yang sampai ke konsumen berkurang. Dengan demikian

produksi pada industri itu akan menurun hal ini tentunya tidak boleh terjadi untuk itu suplai daya

dari PLN harus ditambah berarti penambahan biaya. Karena daya itu P = V.I, maka dengan

bertambah besarnya daya berarti terjadi penurunan harga V dan naiknya harga I. Dengan

demikian daya aktif, daya reaktif dan daya nyata merupakan suatu kesatuan yang kalau

digambarkan seperti segi tiga siku-siku pada Gambar 1.

Dari Gambar 1 tersebut diperoleh bahwa perbandingan daya aktif (kW) dengan daya nyata

(kVA) dapat didefinisikan sebagai faktor daya (pf) atau cos r.

cos r = pf = P (kW) / S (kVA) ........(1) P (kW) = S (kVA) . cos r................(2)

Seperti kita ketahui bahwa harga cos r adalah mulai dari 0 s/d 1. Berarti kondisi terbaik yaitu

pada saat harga P (kW) maksimum [ P (kW)=S (kVA) ] atau harga cos r = 1 dan ini disebut juga

dengan cos r yang terbaik. Namun dalam kenyataannya harga cos r yang ditentukan oleh PLN

sebagai pihak yang mensuplai daya adalah sebesar 0,8. Jadi untuk harga cos r < 0,8 berarti pf

Page 67: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 64

dikatakan jelek. Jika pf pelanggan jelek (rendah) maka kapasitas daya aktif (kW) yang dapat

digunakan pelanggan akan berkurang. Kapasitas itu akan terus menurun seiring dengan semakin

menurunnya pf sistem kelistrikan pelanggan. Akibat menurunnya pf itu maka akan muncul

beberapa persoalan sbb:

a. Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi-rugi.

b. Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR.

c. Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan.

Secara teoritis sistem dengan pf yang rendah tentunya akan menyebabkan arus yang dibutuhkan

dari pensuplai menjadi besar. Hal ini akan menyebabkan rugi-rugi daya (daya reaktif) dan jatuh

tegangan menjadi besar. Dengan demikian denda harus dibayar sebabpemakaian daya reaktif

meningkat menjadi besar. Denda atau biaya kelebihan daya reaktif dikenakan apabila jumlah

pemakaian kVARH yang tercata dalam sebulan lebih tinggi dari 0,62 jumlah kWH pada bulan

yang bersangkutan sehingga pf rata-rata kurang dari 0,85. Sedangkan perhitungan kelebihan

pemakaian kVARH dalam rupiah menggunakan rumus sbb:

[ B - 0,62 ( A1 + A2 ) ] Hk

Dimana :

B = pemakaian k VARH

A1 = pemakaian kWH WPB

A2 = pemakaian kWH LWBP

Hk = harga kelebihan pemakaian kVARH

Untuk memperbesar harga cos r (pf) yang rendah hal yang mudah dilakukan adalah memperkecil

sudut r sehingga menjadi r1 berarti r>r1. Sedang untuk memperkecil sudut r itu hal yang mungkin

dilakukan adalah memperkecil komponen daya reaktif (kVAR). Berarti komponen daya reaktif

yang ada bersifat induktif harus dikurangi dan pengurangan itu bisa dilakukan dengan menambah

suatu sumber daya reaktif yaitu berupa kapasitor.

Page 68: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 65

Proses pengurangan itu bisa terjadi karena kedua beban (induktor dan kapasitor) arahnya

berlawanan akibatnya daya reaktif menjadi kecil. Bila daya reaktif menjadi kecil sementara daya

aktif tetap maka harga pf menjadi besar akibatnya daya nyata (kVA) menjadi kecil sehingga

rekening listrik menjadi berkurang. Sedangkan keuntungan lain dengan mengecilnya daya reaktif

adalah :

• Mengurangi rugi-rugi daya pada sistem.

• Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat.

Proses Kerja Kapasitor

Kapasitor yang akan digunakan untuk meperbesar pf dipasang paralel dengan rangkaian beban.

Bila rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan mengalir masuk ke kapasitor. Pada saat

kapasitor penuh dengan muatan elektron maka tegangan akan berubah. Kemudian elektron akan

ke luar dari kapasitor dan mengalir ke dalam rangkaian yang memerlukannya dengan demikian

pada saaat itu kapasitor membangkitkan daya reaktif. Bila tegangan yang berubah itu kembali

normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali elektron. Pada saat kapasitor

mengeluarkan elektron (Ic) berarti sama juga kapasitor menyuplai daya treaktif ke beban. Keran

beban bersifat induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-) akibatnya daya reaktif

yang berlaku menjadi kecil.

Rugi-rugi daya sebelum dipasang kapasitor :

Rugi daya aktif = I2 R Watt .............(5)

Rugi daya reaktif = I2 x VAR.........(6)

Rugi-rugi daya sesudah dipasang kapasitor :

Rugi daya aktif = (I2 - Ic2) R Watt ...(7)

Rugi daya reaktif = (I2 - Ic2) x VAR (8)

Pemasangan Kapasitor

Page 69: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 66

Kapasitor yang akan digunakan untuk memperkecil atau memperbaiki pf penempatannya ada

dua cara :

1. Terpusat kapasitor ditempatkan pada:

a. Sisi primer dan sekunder transformator

b. Pada bus pusat pengontrol

2. Cara terbatas kapasitor ditempatkan

a. Feeder kecil

b. Pada rangkaian cabang

c. Langsung pada beban

Perawatan Kapasitor

Kapasitor yang digunakan untuk memperbaiki pf supaya tahan lama tentunya harus dirawat

secara teratur. Dalam perawatan itu perhatian harus dilakukan pada tempat yang lembab yang

tidak terlindungi dari debu dan kotoran. Sebelum melakukan pemeriksaan pastikan bahwa

kapasitor tidak terhubung lagi dengan sumber. Kemudian karena kapasitor ini masih

mengandung muatan berarti masih ada arus/tegangan listrik maka kapasitor itu harus dihubung

singkatkan supaya muatannya hilang. Adapun jenis pemeriksaan yang harus dilakukan meliputi :

• Pemeriksaan kebocoran

• Pemeriksaan kabel dan penyangga kapasitor

• Pemeriksaan isolator

Sistem Mikroprosesor

Selain komponen induktor pemborosan pemakaian listrik bisa juga terjadi karena:

Tegangan tidak stabil

Page 70: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 67

Ketidak stabilan tegangan bisa menyebabkan terjadinya pemborosan energi listrik.

Ketidakstabilan itu dapat diartikan tegangan pada suatu fase lebih besar, lebih kecil atau

berfluktuasi terhadap teganga standar. Sedangkan akibat pembrosan energi listrik itu maka

timbul panas sehingga bisa menyebabkan pertama kerusakan isolator peralatan yang dipakai. Ke

dua memperpendek daya isolasi pada lilitan. Sementara itu dengan ketidakseimbangan sebesar

3% saja dapat memperbesar suhu motor yang sedang beroperasi sebesar 18% dari keadaan

semula. Hal ini tentunya akan menimbulkan suara bising pada motor dengan kecepatan tinggi.

Harmonik

Harmonik itu bisa menimbulkan panas, hal ini terjadi karena adanya energi listrik yang

berlebihan. Harmonik itu bisa muncul karena peralatan seperti komputer, kontrol motor dll.

Harmonik merupakan suatu keadaan timbulnya tegangan yang periodenya berbeda dengan

periode tegangan standar. Periode itu bisa 180 Hz (harmonik ke-3), 300 Hz (harmonik ke-5) dan

seterusnya. Harmonik pada transformator lebih berbahaya, hal ini karena adanya sisrkulasi arus

akibat panas yang berlebih. Sehingga hal ini bisa mengurangi kemampuan peralatan proteksi

yang menggunakan power line carrier sebagai detektor kondisi normal.

Untuk mengoptimalkan pemakaian energi listrik bisa digunakan beban-beban tiruan berupa LC

yang dilengkapi dengan teknologi mikroprosesor. Sehingga ketepatan dan keandalan dalam

mendeteksi kualitas daya listrik bisa diperoleh. Mikroprosesor itu berfungsi untuk mengolah

komponen-komponen yang menentukan kualitas tenaga listrik. Seperti keseimbangan beban

antar fasa, harmonik dan surja. Apabila terdapat ketidakseimbangan antara fasa satu dengan fasa

yang lainnya, maka mikroprosesor akan memerintahkan beban-beban LC untuk membuka atau

menutup agar arus disuplai ke fasa satu sehingga selisih arus antara fasa satu dengan fasa yang

lainnya tidak ada. Banyaknya L atau C yang dibuka atau ditutup tergantung dari kondisi

ketidakseimbangan beban yang terdeteksi oleh mikroprosesor. Kondisi harmonik yang terdeteksi

bisa dihilangkan dengan menggunakan filter LC.

Keuntungan alat ini adalah :

• Mampu mereduksi daya sampai 30%.

Page 71: RESISTOR DAN KAPASITOR

Created By SAFRIADI 68

• Meningkatkan pf antara 95-100%

• Dapat mengeliminasi terjadinya harmonik.

Dengan demikian pemakaian energi listrik bisa dihemat yaitu dengan cara mengoptimalkan

konsumsi energi masing-masing peralatan yang digunakan, memperkecil gejala harmonik dan

menstabilkan tegangan. Sehingga energi tersisa bisa dimanfaatkan untuk sektor lain yang lebih

membutuhkan. Sedang dampak negatif dari pemborosan energi listrik itu pertama menciptakan

ketidakseimbangan beban fasa-fasa listrik yang pada gilirannya akan mempengaruhi over

heating pada motor dan penurunan life isolator. Ke dua bagi PLN sebagai penyuplai energi

listrik tentunya harus menyediakan energi listrik yang lebih besar lagi.

Page 72: RESISTOR DAN KAPASITOR

KESIMPULAN

KAPASITOR

Kondensator (Capasitor) adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam

medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan

listrik. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad. Ditemukan oleh Michael

Faraday (1791-1867). Kondensator kini juga dikenal sebagai "kapasitor", namun kata

"kondensator" masih dipakai hingga saat ini. Pertama disebut oleh Alessandro Volta

seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari bahasa Itali condensatore), berkenaan

dengan kemampuan alat untuk menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding

komponen lainnya. Kebanyakan bahasa dan negara yang tidak menggunakan bahasa

Inggris masih mengacu pada perkataan bahasa Italia "condensatore", seperti bahasa

Perancis condensateur, Indonesia dan Jerman Kondensator atau Spanyol

Condensador.

RESISTOR

69

Page 73: RESISTOR DAN KAPASITOR

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi

jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor

bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon . Dari hukum Ohms

diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya.

Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol W

(Omega). Tipe resistor yang umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki tembaga

di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna

untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya

dengan Ohmmeter.

70

Page 74: RESISTOR DAN KAPASITOR

1. Resistivity of Carbon, Amorphous oleh Dana Klavansky, editor Glen Elert. (http://hypertextbook.com/facts/2007/DanaKlavansky.shtml)

2. Carbon-film resistors: Carbon film resistors feature up to 5W power rating. Globalsources.com. Diakses pada 2008-09-22

3. Alpha Electronics Corp.【Metal Foil Resistors】. Alpha-elec.co.jp. Diakses pada 2008-09-22

4. Electronics and Communications Simplified by A. K. Maini, 9thEd., Khanna Publications (India)


Related Documents