KAPASITOR

Pada kesempatan ini saya akan sedikit meng share masalah pengertian Kapasitor dan rangkaian seri paralel dari kapasitor untuk memerbaiki Fator Daya.

Kapasitor adalah sebuah elemen rangkaian yang menyimpan energi selama satu periode waktu dan mengembalikkannya selama periode yang lain sedemikian sehingga daya rata – ratanya nol. Sedangkan menurut Zears Smansky mengilustrasikan bahwa suatu hal yang istimewa yang penting terdapat dalam praktek, apabila penghantar yang berdekatan diberi muatan yang sama besarnya tetapi berlawanan tandanya. Ini biasanya dilaksanakan dengan menghubungkan penghantar – penghantar, yang dua – duanya mula – mula tidak bermuatan, dengan ujung – ujung baterai, yang mengakibatkan perpindahan muatan dari penghantar yang satu ke penghantar yang lain. Menurut Zears Smansky, inilah yang disebut sebagai kapasitor.

Sebuah kapasitor, secara fisis terdiri dari dua plat penghantar yang muatannya dapat disimpan atau dipisahkan oleh sebuah lapisan tipis isolasi yang mempunyai resistansi sangat besar. Hal ini diperkuat oleh pernyataan Zears Smansky bahwa kapasitor yang paling umum terdiri atas dua papan penghantar paralel dan terpisah oleh suatu jarak yang kecil kalau dibandingkan dengan ukuran – ukuran linier papan – papan itu.

Jika papan – papan itu memiliki jarak yang cukup dekat, medan antara papan – papan itu seragam dan muatan – muatan pada papan – papan terbagi secara merata pada permukaan dihadapannya. Susunan inilah yang dikenal dengan kapasitor Papan Paralel.

GAMBAR

Kapasitor Papan Paralel

Dengan memperhatikan gambar diatas maka diperoleh persamaan :

                                    C = (Farad)

Jika beda potensial V (Volt) dipasang antara dua plat yang dipisahkan oleh jarak d, kuat medan antara plat – plat tersebut (Drs. Abdul Manaf, Rangkaian Listrik I, 1995)

                                    E =  Volt/meter (V/m)

Kapasitor yang dibuat dari pelat penghantar paralel yang luasnya A meter,berjarak d meter satu sama lain, mempunyai kapasitansi :

 C = €

Keterangan :

C         = Kapasitansi (F)

Q         = Coulomb (C)

Vab     = Beda potensial antara pelat a dan b (Volt)

E          = Kuat Medan (V/m)

D         = Jarak antara pelat a dan b (m)

A         = Luas Pelat (m²)

€          = Permivitas dielektrik (bahan isolasi diantara pelat-pelat = 8.85 x 10^-12 F/m)

       

          Kapasitor Seri

    Dalam suatu rangkaian listrik sering terdapat dua buah atau lebih kapasitor. Misalnya ada tiga buah kapsitor yang dihubungkan Seri seperti gambar berikut :

    Kapasitansi suatu kondensator didefinisikan sebagai suatu perbandingan muatan Q pada salah satu papan dengan perbedaan tegangan antara ujung – ujung kondensator. Muatan Q digambarkan sebagai muatan yang dipindahkan melalui setiap titik circuit luar dalam proses pengisian kondensator (Zears Smansky, Fisika untuk Universitas II). Untuk kapasitor yang diseri, muatan pada masing- masing kapsitor adalah sama.

   Kapasitansi ekivalen dari suatu rangkaian kapasitor didefinisikan sebagai perbandingan muatan yang dipindahkan dengan perbedaan tegangan antara ujung – ujung rangkaian itu. Jadi cara untuk menghitung kapasitansi ekivalen dari suatu rangkaian ialah dengan memisalkan perbedan tegangan antara ujung - ujung rankaian, menghitung muatan yang bersangkutan dan mengambil perbandingan dari muatan dengan perbedaan tegangan ini.

    Jika diilustrasikan tiga buah kapasitor berada dalam rangkaian loop tertutup seperti gambar dibawah ini, menurut Drs. Abdul Manaf, maka :

QT = Q1 = Q2 = Q3

Dengan memakai hukum tegangan Kirchhoff dalam loop tertutup:

                                    E = V1 + V2 + V3

     

         

     Kapasitor Paralel

     Kapasitor – kapasitor yang dipasang paralel diperlihatkan dalam gambar 2.13. Misalkan perbedaan tegangan Vab dipasangkan pada ujung – ujung a dan b dari rangkaian paralel maka tegangan pada masing – masing kapasitor adalah sama, dan muatan totalnya adalah jumlah muatan pada masing – masing kapasitor.

            Sehingga          QT       = Q1 + Q2 + Q3

Karena             Q         = C . Vab

Dan                  E          = V1 = V2 = V3

Maka               CT       = C1 + C2 + C3

  Jadi kalau sejumlah kapasitor dihubungkan paralel, kapasitansi ekivalennya sama dengan jumlah dari kapasitansi – kapasitansi itu sendiri.

    Kapasitor seri dan paralel pada sistem daya menimbulkan daya reaktif untuk memperbaiki faktor daya dan tegangan, karenanyya menambah kapasitas sistem dan mengurangi kerugian (A.S Pabla, Sistem Distribusi Daya Listrik, 1991). Kapasitor yang dirangkai secara seri maupun paralel memiliki kelebihan dan kelemahan seperti disebutkan dalam tabel berikut :

Dalam kapasitor seri daya reaktif sebanding dengan kuadrat arus beban, sedangkan pada kapasitor paralel sebanding dengan kuadrat tegangan.

Demikian dari saya semoga bermampaat, salam sukses dari saya.

Posted in: