Jenis Kapasitor Dijelaskan

Pada postingan kali ini kita belajar mengenai dasar-dasar kapasitor, dan juga mengenai berbagai jenis kapasitor yang umum tersedia di pasaran dan digunakan di sebagian besar rangkaian elektronik.

Gambaran

Kapasitor hanyalah bagian elektronik pasif yang dirancang untuk menyimpan muatan listrik.

Dalam bentuk fisik, terbuat dari sepasang pelat logam atau elektroda yang dipisahkan oleh kandungan isolasi atau dielektrik. Menerapkan tegangan DC pada terminal kapasitor secara instan menghasilkan kelangkaan elektron pada pelat positif dan kelebihan elektron pada pelat negatif, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Penumpukan elektron secara diferensial ini menimbulkan muatan listrik, yang terakumulasi pada tingkat tertentu (berdasarkan tegangan) setelah itu tetap pada tingkat tersebut. Jika DC terlibat, isolator di dalam kapasitor bekerja seperti sistem pemblokiran untuk aliran arus (namun mungkin arus pengisian transien sedikit yang mencegah ketika kapasitor terisi penuh).

Ketika ac digunakan melintasi kapasitor, muatan yang terakumulasi sepanjang setengah siklus ac akan dibalik dengan setengah siklus berikutnya, yang menyebabkan kapasitor membiarkan arus yang melewatinya berjalan secara efisien, seolah-olah isolasi dielektrik tidak pernah ada.

Oleh karena itu ketika ac terlibat, kapasitor bekerja seperti perangkat kopling. Anda akan menemukan hampir tidak ada rangkaian elektronik yang membawa ac dan tidak menggunakan beberapa kapasitor, mungkin untuk kopling atau untuk mengoptimalkan respon frekuensi umum dari sistem.

Dalam skenario yang disebutkan terakhir, kapasitor dihubungkan dengan resistor untuk membuat kombinasi RC. Terjadinya pengisian / pengosongan yang terlibat dengan kapasitor juga dapat digunakan di berbagai sirkuit lain misalnya , flash elektronik fotografi.

Sama seperti resistor, kapasitor dapat dikonfigurasi untuk bekerja dengan nilai tetap atau dapat disesuaikan besarnya. Kapasitor tetap menjadi fondasi utama rangkaian (bersama dengan resistor). Kapasitor variabel sebagian besar ditujukan untuk mengoptimalkan sirkuit yang disetel.

Itu parameter kinerja setiap kapasitor berbeda dan karenanya aplikasinya juga berbeda sesuai.

Salah satu bentuk komponen elektronik yang banyak digunakan adalah kapasitor elektronik. Selain itu, kapasitor lain yang digunakan dalam industri antara lain keramik, perak mika, elektrolitik, plastik, tantalum, dan lain-lain.

Setiap jenis kapasitor digunakan dalam berbagai aplikasi sesuai dengan kekurangan dan kelebihannya masing-masing.

Sangatlah penting bahwa jenis kapasitor yang tepat harus dipilih karena rangkaian di mana kapasitor digunakan banyak oleh kapasitor.

Dengan demikian, jika jenis kapasitor yang benar tidak dipilih untuk dimasukkan ke dalam rangkaian berdasarkan parameternya, hal itu dapat mengakibatkan fungsi rangkaian yang tidak tepat atau rusak.

Dasar-dasar kapasitor

Hukum fisika yang pada dasarnya mengatur berbagai jenis kapasitor adalah sama dan ditaati.

Hukum dasar ini menentukan berbagai parameter kapasitor seperti bagaimana kapasitor akan beroperasi, the nilai kapasitor , dan kapasitansinya (jumlah muatan maksimum yang dapat ditampung kapasitor).

Dengan demikian, teori dasar di mana kapasitor dibangun dan berfungsi memungkinkan untuk memahami berbagai bentuk kapasitor dan bagaimana ini dapat atau digunakan.

Catatan: Meskipun ada banyak perkembangan di bidang dielektrik, hukum dasar tempat kerja kapasitor tidak berubah dan berlaku hingga saat ini.

Jenis Kapasitor dan Dielektrik

Seperti dibahas di atas, meskipun hukum dasar tempat kapasitor bekerja, sifat kapasitor sangat berbeda karena cara masing-masing jenis kapasitor dibangun.

Berbagai sifat yang dimiliki berbagai jenis kapasitor diberikan oleh elemen utamanya yang terletak di antara dua pelat kapasitor dan dikenal sebagai 'dielektrik'.

Konstanta dielektrik kapasitor dapat mempengaruhi tingkat kapasitansi yang dapat dicapai kapasitor pada volume tertentu. Selain itu, berbagai kapasitor dari berbagai jenis dapat ditemukan terpolarisasi di alam di mana tegangan yang berjalan melintasi kapasitor ditoleransi dalam satu arah saja.

Di sisi lain, berbagai kapasitor dari berbagai jenis dapat ditemukan tidak terpolarisasi di mana tegangan yang berjalan melintasi kapasitor ditoleransi di kedua arah.

Kapasitor biasanya dinamai berdasarkan sifat dielektrik yang ada di kapasitor.

Ini menunjukkan sifat umum yang akan ditunjukkan oleh kapasitor bersama dengan berbagai jenis fungsi rangkaian yang dapat digunakan.

Tinjauan tentang kapasitor dan jenisnya yang berbeda

Berbagai bentuk desain digunakan untuk kapasitor nonpolarisasi, yang hampir semuanya mudah dikenali dari gaya kapasitor. Anda tidak perlu melihat detail yang bagus tentang konstruksi sebenarnya. Fitur khusus mereka sangat penting, karena ini dapat menentukan variasi ideal yang akan digunakan untuk aplikasi tertentu.

Kapasitor Non-Polarisasi

1. Kapasitor dielektrik kertas , biasanya dapat dikenali melalui bentuk tubularnya, adalah yang termurah namun biasanya besar. Batasan utama mereka yang banyak adalah mereka tidak cocok untuk digunakan pada frekuensi tinggi di atas 1 MHz, yang secara praktis membatasi aplikasinya pada sirkuit audio. Ini biasanya ditemukan dalam nilai dari 0,05 µF hingga 1 atau 2µF, memiliki tegangan operasi antara 200 hingga 1.000 volt. Kapasitor dielektrik kertas berlapis plastik dapat memiliki tegangan operasi yang jauh lebih besar.
2. Kapasitor keramik sangat populer di sirkuit audio dan rf kecil. Ini cukup murah dan dapat diperoleh dalam berbagai nilai dari 1 pF hingga 1 µF dengan tegangan operasi yang besar, dan selain itu diketahui dengan kebocoran yang sangat rendah. Mereka dapat dibuat dalam bentuk cakram dan struktur silinder dan sebagai pelat keramik metalisasi.
3. Kapasitor perak-mika lebih mahal daripada kapasitor keramik tetapi kapasitor ini memiliki kemampuan kerja frekuensi tinggi yang luar biasa dan toleransi yang jauh lebih kecil, sehingga biasanya dianggap cocok untuk aplikasi penting. Mereka dapat diproduksi dengan tegangan operasi yang sangat tinggi.
4. Kapasitor polistiren dibuat dari lembaran logam yang dipisahkan dengan film polistiren, biasanya memiliki penutup polistiren terintegrasi untuk menjamin properti insulasi yang ditingkatkan. Ini dikenal karena kerugian minimalnya dengan frekuensi tinggi, stabilitas dan konsistensi yang sangat baik. Nilainya dapat bervariasi dari 10 pF hingga 100.000 pF, namun tegangan kerja biasanya turun secara signifikan dengan meningkatnya nilai kapasitansi.
5. Kapasitor polikarbonat Biasanya dibuat dalam bentuk potongan persegi panjang yang ujungnya berakhir sebagai kabel yang dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam lubang PCB. Mereka memberikan nilai tinggi (sebanyak 1µF) dalam dimensi kecil, bersama dengan fitur pengurangan kerugian dan induktansi minimal. Sama seperti kapasitor polistiren, tegangan operasi dikompromikan dengan nilai kapasitansi yang lebih tinggi.
6. Kapasitor film poliester juga diproduksi untuk perakitan langsung pada papan sirkuit tercetak, yang memiliki nilai dari 0,01 µF hingga 2,2 µF. Ini biasanya berukuran lebih besar dibandingkan dengan kapasitor polikarbonat. Induktansi dalamnya yang kecil memungkinkannya secara khusus cocok untuk fungsi kopling dan pelepasan sambungan di sirkuit elektronik. Nilai kapasitor film poliester biasanya disebutkan dengan kode warna yang terdiri dari 5 cincin warna.
7. Kapasitor film Mylar dapat dianggap sebagai kapasitor jenis film standar, umumnya ditemukan dalam nilai dari 0,001 µF hingga 0,22µF, memiliki tegangan operasi hingga 100 volt dc.

Berbagai jenis kapasitor yang digunakan di sebagian besar rangkaian elektronik adalah sebagai berikut:

Kapasitor Keramik:

Kapasitor yaitu kapasitor keramik digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk RF dan audio.

Kisaran nilai kapasitor keramik adalah antara beberapa pikofarad dan 0,1 mikrofarad. Kapasitor keramik adalah yang paling banyak digunakan di industri karena merupakan jenis kapasitor yang paling andal dan murah.

Juga, alasan lain untuk penggunaan yang umum dan luas adalah faktor kerugian kapasitor keramik sangat rendah. Tetapi faktor kerugian kapasitor juga tergantung pada dielektrik yang digunakan pada kapasitor.

Kapasitor keramik digunakan dalam kedua format dudukan permukaan dan bertimbal karena sifat konstruksi kapasitor.

Kapasitor Elektrolit:

Salah satu jenis kapasitor yang bersifat terpolarisasi adalah kapasitor elektrolitik.

Nilai kapasitansi yang ditawarkan oleh kapasitor elektrolitik sangat tinggi yaitu berkisar lebih dari 1µF. kapasitor elektrolitik digunakan di industri biasanya untuk aplikasi yang dilakukan pada frekuensi rendah seperti aplikasi decoupling, catu daya, dan aplikasi audio coupling.

Ini karena aplikasi tersebut memiliki batas frekuensi hampir 100 kHz.

Kapasitor Tantalum:

Jenis kapasitor lain yang bersifat terpolarisasi adalah kapasitor tantalum. Tingkat kapasitansi yang disediakan oleh kapasitor tantalum pada volumenya sangat tinggi.

Salah satu kekurangan kapasitor tantalum adalah tidak adanya toleransi pada kapasitor tantalum terhadap reverse biasing yang dapat mengakibatkan kapasitor meledak saat terkena tegangan.

Kelemahan lainnya adalah ia memiliki toleransi yang sangat rendah terhadap arus riak dan karenanya tidak boleh terkena tegangan tinggi (seperti tegangan yang lebih tinggi dari tegangan kerjanya) dan arus riak tinggi. Kapasitor tantalum tersedia dalam format dudukan permukaan dan bertimbal.

Kapasitor Mika Perak:

Walaupun penggunaan kapasitor silver mika mengalami penurunan yang cukup signifikan di era saat ini, namun kestabilan yang diberikan oleh kapasitor silver mika masih sangat tinggi dengan memberikan akurasi yang tinggi dan loss yang rendah.

Juga, ada cukup ruang yang tersedia di kapasitor mika perak. Aplikasi di mana mereka terutama digunakan mencakup aplikasi RF.

Nilai maksimum yang dibatasi oleh kapasitor mika perak adalah sekitar 100pF.

Kapasitor Film Polystyrene:

Kapasitor film polistiren menyediakan kapasitor dengan toleransi yang dekat di mana pun diperlukan. Selain itu, kapasitor ini relatif lebih murah daripada kapasitor lain.

Sandwich dielektrik atau pelat yang ada dalam kapasitor film polistiren digulung bersama yang menghasilkan bentuk kapasitor dalam bentuk tabung.

Penempatan sandwich dielektrik dan bentuk kapasitor membatasi respons kapasitor ke frekuensi tinggi karena penambahan induktansi dan dengan demikian hanya merespons beberapa 100kHz.

Ketersediaan umum dari kapasitor film polistiren dalam bentuk komponen elektronik bertimbal.

Kapasitor Film Poliester:

Toleransi yang diberikan oleh kapasitor film poliester sangat rendah dan dengan demikian kapasitor ini digunakan dalam situasi ketika pertimbangan sebelumnya adalah biayanya.

Tingkat toleransi dari sebagian besar kapasitor film poliester yang tersedia adalah 10% atau 5% dan ini dianggap cukup untuk berbagai aplikasi.

Ketersediaan umum dari kapasitor film poliester dalam bentuk komponen elektronik bertimbal.

Kapasitor Film Poliester Logam

Kapasitor film poliester metalisasi terdiri dari film poliester yang dilapisi logam dan dalam arti lain, ini mirip dengan kapasitor film poliester atau bentuk lain darinya.

Salah satu keuntungan yang dicapai oleh film poliester metalik adalah bahwa ia membuat elektroda dengan lebar yang sangat kecil dan dengan demikian memungkinkan pembungkus kapasitor dalam satu paket dengan ukuran yang sangat kecil juga.

Ketersediaan umum dari kapasitor film poliester metalisasi adalah dalam bentuk komponen elektronik bertimbal.

Kapasitor polikarbonat:

Aplikasi di mana persyaratan paling kritis dan krusial adalah kinerja dan keandalan tinggi, aplikasi ini menggunakan kapasitor polikarbonat.

Nilai kapasitansi ditahan dalam jangka waktu yang lama oleh kapasitor polikarbonat karena tingkat toleransinya sangat tinggi. Tingkat toleransi yang tinggi tersebut dicapai karena stabilitas film polikarbonat yang digunakan dalam kapasitor polikarbonat.

Selain itu, faktor disipasi kapasitor polikarbonat sangat rendah dan dapat menahan suhu dalam kisaran luas dan tetap stabil.

Kisaran suhu yang dapat ditahan kapasitor ini adalah antara -55ºC dan + 125ºC. Terlepas dari semua sifat ini, produksi dan produksi kapasitor polikarbonat telah menurun secara signifikan.

PPC atau Polypropylene Capacitor:

Dalam jenis kapasitor ini, tingkat toleransi yang diperlukan lebih tinggi daripada yang dapat disediakan oleh kapasitor poliester, kemudian kapasitor polipropilen digunakan dalam kasus ini.

Bahan yang digunakan untuk dielektrik pada kapasitor polypropylene adalah film polypropylene.

Keuntungan yang dimiliki kapasitor polypropylene dibandingkan kapasitor lain adalah dapat menahan tegangan yang sangat tinggi selama periode waktu dan dengan demikian perubahan tingkat kapasitansi karena kenaikan dan penurunan tegangan selama periode waktu sangat rendah.

Kapasitor polypropylene juga digunakan dalam kasus di mana frekuensi yang digunakan sangat rendah, sebagian besar di kisaran 100kHz menjadi batas maksimum.

Ketersediaan umum kapasitor polypropylene dalam bentuk komponen elektronik bertimbal.

Kapasitor Kaca:

Dielektrik yang digunakan dalam kapasitor kaca terdiri dari kaca. Meskipun kapasitor kaca mahal, tingkat kinerjanya sangat tinggi.

Kemampuan arus RF dari kapasitor kaca sangat tinggi dengan kerugian yang sangat rendah. Selain itu, tidak ada suara piezo-elektrik di kapasitor kaca.

Semua ini dan beberapa properti tambahan kapasitor kaca membuatnya paling sesuai dan ideal untuk aplikasi RF yang memerlukan kinerja tinggi.

Superkapasitor:

Nama lain supercap yang dikenal adalah ultracapacitor atau supercapacitor.

Nilai kapasitansi kapasitor ini sangat besar seperti namanya. Tingkat kapasitansi ultracapacitor hampir mencapai ribuan Farad.

Ultracapacitor digunakan di industri untuk menyediakan pasokan penahan memori bersama dengan berbagai kegunaan dalam bidang aplikasi otomotif. Jenis utama kapasitor yang berbeda disertakan di bawah supercap.

Bersamaan dengan mereka, ada berbagai jenis kapasitor kapasitor lain yang digunakan ketika aplikasi bersifat khusus.

Identifikasi kapasitor sebagian besar dilakukan melalui parameternya seperti nilai yang ditandai di atas kasing kapasitor. Untuk menampilkan parameter secara kompak maka penandaan parameter dilakukan dalam bentuk kode.

KAPASITOR VARIABEL

Kapasitor variabel dibangun dengan potongan pelat logam alternatif, satu set dipasang dan tidak dapat dipindahkan dan yang lainnya dapat dipindahkan.

Pelat dipisahkan dengan dielektrik yang dapat berupa udara atau dielektrik padat. Gerakan satu set pelat menggeser keseluruhan bagian pelat, sehingga mengubah kapasitansi di seluruh pelat.

Selain itu, perbedaan standar antara kapasitor tuning yang digunakan untuk manipulasi berulang (misalnya, untuk menyesuaikan stasiun penerima radio) dan kapasitor pemangkas yang dimaksudkan untuk pengaturan awal rangkaian yang disetel.

Kapasitor tuning cenderung lebih besar, strukturnya lebih kuat dan biasanya jenis dielektrik udara.

Kapasitor pemangkas sering ditentukan oleh mika atau dielektrik film yang memiliki jumlah pelat yang berkurang, di mana kapasitansi diubah dengan memutar baut tengah untuk mengubah regangan melintasi pelat dan mika dielektrik.

Karena ukurannya yang lebih kompak, kapasitor pemangkas kadang-kadang dapat digunakan seperti kapasitor tuning pada sirkuit radio FM berukuran saku, meskipun kapasitor tuning mini eksklusif diproduksi untuk dipasang langsung pada PCB.

Ketika datang ke kapasitor tuning, struktur baling-baling memberi tahu cara kapasitansi bervariasi saat spindel digerakkan.

Semua atribut ini umumnya dikategorikan dalam salah satu deskripsi berikut:

1. Linear: di mana setiap derajat rotasi spindel menghasilkan perubahan kapasitansi yang serupa. Ini adalah jenis paling umum yang dipilih untuk penerima radio.

2. Logaritmik: di mana setiap derajat gerakan spindel menghasilkan tingkat frekuensi yang bervariasi secara konsisten dari rangkaian yang disetel.

3. Frekuensi genap: di mana setiap derajat gerakan spindel memberikan variasi frekuensi yang sama di sirkuit yang disetel. 4. Hukum kuadrat: di mana variasi kapasitansi sebanding dengan kuadrat gerakan sudut spindel.