Kapasitor

Konsep Dasar

• Kapasitor: Komponen yang menyimpan energi listrik dalam medan listrik.
• Prinsip: Pengisian dan pengosongan.
• Aplikasi: Banyak digunakan di bidang otomotif dan kontrol rangkaian.

Prinsip Kerja Kapasitor

Pengisian

• Ketika dihubungkan dengan sumber tegangan.
• Terminal positif dan negatif dihubungkan dengan sumber tegangan positif dan negatif.
• Elektron dan proton bergerak menuju kutub lawannya, menyebabkan aliran arus listrik.
• Setelah penuh, tidak ada pengisian lagi.

Pengosongan

• Ketika sumber tegangan dihilangkan namun kapasitor masih terhubung ke beban.
• Elektron dan proton terus mengalir dari satu kutub ke kutub lain melalui beban, menghasilkan arus listrik.

Jenis Kapasitor

• Elektrolit: Memiliki kutub positif dan negatif. Simbol: Ada tanda + dan -.
  • Kapasitas dan tegangan tertera di bodynya. Misal: 4700µF 450V.
  • Tidak boleh dipasang terbalik, dapat meledak.
  • Penyebab Ecu tidak bekerja sempurna sering kali karena kapasitor mulai 'kembung' akibat panas berlebihan.
• Non-Polar: Tidak memiliki kutub positif dan negatif.
  • Pemasangan bebas, tidak terpengaruh polaritas.
  • Nilai ditunjukkan dengan kode. Misal: 104 berarti 10 * 10^4 pF.
• Variabel: Nilai dapat berubah, sering digunakan dalam pengaturan frekuensi radio.

Pembacaan Nilai Kapasitor Elektrolit

• Contoh: 4700µF 450V.
  • 4700µF: Kapasitas muatan (µ = 10^-6).
  • 450V: Tegangan maksimum.
• Kutub positif biasanya lebih panjang.
• Suhu maksimum juga tertera pada body kapasitor.

Pembacaan Nilai Kapasitor Non-Polar

• Kode: Misal 104, berarti 10 * 10^4 pF = 100000 pF atau 0.1 µF.
• Toleransi: Ditandai dengan huruf, misal J (±5%), K (±10%), M (±20%).

Rumus Pengisian Kapasitor

• Vc = Vin * (1 - e^(-t/RC))
  • Vc: Tegangan kapasitor.
  • Vin: Tegangan input.
  • t: Waktu.
  • R: Resistansi.
  • C: Kapasitansi.
• Grafik pengisian: Tegangan Vc meningkat seiring waktu sampai mencapai 100% dari Vin.
  • Biasanya mencapai 90-95% dalam waktu kurang dari RC.

Contoh Praktikum

• Lampu LED tetap menyala setelah sumber tegangan dihilangkan, menunjukkan proses pengosongan.
• Perlu memperhatikan suhu dan tegangan agar tidak melebihi ambang batas kapasitor.

Aplikasi dalam Kehidupan Sehari-hari

• Kendaraan: Pengendalian waktu nyala lampu setelah motor dimatikan.
• Bagasi mobil: Mengontrol kapan lampu mati setelah bagasi ditutup.
• Lampu kabin: Tetap menyala beberapa detik setelah pintu ditutup, menggunakan prinsip pengosongan kapasitor.

Pengisian Kapasitor dalam Praktikum

• Setelah penuh, tetap ada muatan sisa yang terukur.
• Pengosongan penuh: Menghubungkan terminal positif dan negatif secara langsung.

Waktu Pengisian dan Pengosongan

• Pengisian: Terjadi hingga muatan mencapai nilai maksimum, digunakan rumus untuk menghitung waktu pengisian tertentu (misal 50%, 80%).
• Pengosongan: Muatan bergerak melalui beban sampai habis, sesuai rumus dan grafik.