BAB 3: KAPASITOR DAN PRINSIP
KERJANYA
A.
Konstruksi
dan Prinsip Dasar Kapasitor
1.
Struktur
Fisik Kapasitor
a.
Dua
pelat konduktor parallel
a
b.
Dielektrik
a
c.
Simbol
kapasitor
a.
d.
Proses
pengisian
a.
2.
Kapasitansi
(C)
a.
definisi
kapasitansi sebagai rasio muatan terhadap tegangan
a.
b.
Satuan
a.
c.
Faktor
penentu kapasitansi
a.
d.
ε
(permitivitas) = ε₀ × ε_r
a.
3.
Konstanta
Dielektrik
a.
ε_r
a.
b.
Tabel
dielektrik
a.
c.
keramik(5-1000)
a.
d.
Pengaruh
dielektrik terhadap tegangan breakdown
a.
e.
Dielektrik
polar dan non-polar
a.
B.
Perilaku
Kapasitor terhadap DC
1.
Pengisian
Kapasitor (DC)
a.
Arus
mengalir saat tegangan berubah
a
b.
kurva
pengisian eksponensial
a
c.
konstanta
waktu (time constant)
a
d.
Setelah
5τ, kapasitor dianggap terisi penuh (99.3%)
a
2.
Pengosongan
Kapasitor (DC)
a.
kurva
pengosongan eksponensial
a
b.
Arus
saat pengosongan
a
c.
Setelah
5τ, kapasitor dianggap kosong (0.7%)
a
d.
Energi
tersimpan
a
3.
Kapasitor
sebagai Blok DC
a.
Pada
kondisi steady-state DC, kapasitor menjadi open circuit
a
b.
Arus
DC hanya mengalir saat terjadi perubahan tegangan (transien)
a
c.
kopling
AC (melewatkan sinyal AC, memblokir DC)
a
d.
decoupling
(menstabilkan tegangan suplai)
a
C.
Perilaku
Kapasitor terhadap AC
1.
Reaktansi
Kapasitif (Xc)
a.
hambatan
kapasitor terhadap AC
a
b.
Satuan
a
c.
Xc
berbanding terbalik dengan frekuensi
a
d.
Xc
berbanding terbalik dengan kapasitansi
a
2.
Fase
Tegangan dan Arus
a.
Arus
mendahului tegangan sebesar 90° (pada kapasitor ideal)
a
b.
Tegangan
terlambat dari arus sebesar 90°
a
c.
Grafik
sinusoidal
a
d.
Diagram
fasor
a
3.
Kapasitor
sebagai Lewat AC
a.
Pada
frekuensi tinggi, Xc kecil → kapasitor seperti short circuit
a
b.
Pada
frekuensi rendah, Xc besar → kapasitor seperti open circuit
a
c.
Frekuensi
cut-off — fc = 1/(2πRC)
a
d.
Aplikasi
a
D.
Rangkaian
RC (Resistor-Kapasitor)
1.
Konstanta
Waktu (τ)
a.
τ
= R × C — waktu untuk mencapai 63.2% dari nilai akhir
a
b.
Satuan
a
c.
Makna
fisik
a
d.
τ
kecil
a
2.
Rangkaian
Seri RC
a.
Total
impedansi — Z = R – jXc (dalam bentuk kompleks)
a
3.
Filter
Pasif RC
a.
Low-pass
filter
a
b.
High-pass
filter
a
c.
Frekuensi
cut-off
a
d.
Roll-off
a
E.
Jenis-jenis
Kapasitor
1.
Kapasitor
Non-Polar
a.
Keramik
a
b.
Film
(Polyester, Polypropylene) — presisi, toleransi rendah
a
c.
Mika
a
d.
Kertas
a
2.
Kapasitor
Polar (Elektrolit)
a.
Elektrolit
Aluminium — nilai besar (µF - mF), tegangan tinggi
a
b.
Elektrolit
Tantalum — stabil, tegangan rendah, mahal
a
c.
Tanda
polaritas
a
d.
Kegagalan
jika terbalik
a
3.
Kapasitor
Variabel
a.
Varaktor
(Varicap)
a
b.
Trimmer
kapasitor
a
c.
Kapasitor
variabel mekanik
a
d.
Aplikasi
a
4.
Superkapasitor
a.
Kapasitansi
sangat besar
a
b.
Tegangan
rendah
a
c.
Antara
baterai dan kapasitor biasa
a
d.
Aplikasi
a
F.
Aplikasi
Kapasitor dalam Rangkaian
1.
Decoupling
dan Bypass
a.
Decoupling
a
b.
Bypass
a
c.
Kapasitor
100nF (keramik) dekat setiap IC
a
d.
Kapasitor
elektrolit 10-100µF di input catu daya
a
2.
Kopling
(Coupling)
a.
Melewatkan
sinyal AC dari satu tahap ke tahap lain
a
b.
Memblokir
tegangan DC (bias) antar tahap
a
c.
Nilai
kapasitor
a
3.
Timing
dan Osilator
a.
Rangkaian
RC untuk penundaan waktu (delay)
a
b.
IC
555
a
c.
Osilator
RC
a
d.
Aplikasi
a
4.
Filter
Catu Daya
a.
Kapasitor
smoothing
a
b.
C
= I_load × Δt / ΔV
a
c.
Tegangan
ripple
a
d.
ESR
(Equivalent Series Resistance)
a
G.
Karakteristik
dan Spesifikasi Kapasitor
1.
Toleransi
dan Suhu
a.
Toleransi
a
b.
Koefisien
suhu
a
c.
Pengaruh
suhu terhadap kapasitansi
a
d.
Rating
tegangan
a
2.
Tegangan
Kerja (Working Voltage)
a.
Tegangan
maksimum yang dapat diterima
a
b.
Derating
a
c.
Tegangan
breakdown
a
d.
Efek
tegangan terhadap kapasitansi (terutama keramik)
a
3.
ESR
dan Dissipation Factor
a.
ESR
(Equivalent Series Resistance)
a
b.
Dissipation
Factor (DF)
a
c.
Pengaruh
ESR pada ripple dan pemanasan
a
d.
.
Kapasitor low-ESR untuk switching regulator
a
4.
Aging
dan Masa Pakai
a.
Kapasitor
elektrolit memiliki masa pakai terbatas
a
b.
Suhu
mempercepat aging
a
c.
Kapasitor
keramik aging
a
d.
Pemilihan
kapasitor berdasarkan aplikasi dan masa pakai
a
Komentar
Posting Komentar