Fungsi Kapasitor Pada Rangkaian Listrik dan Elektronika

Fungsi kapasitor pada rangkaian arus DC maupun pada arus AC sangatlah beragam, walaupun pada dasarnya kegunaan kapasitor adalah untuk menyimpan arus listrik namun dalam praktek nya ternyata digunakan dalam fungsi yang lebih kompleks yang disesuaikan dengan banyaknya jenis jenis kapasitor itu sendiri.

Pada artikel kali ini akan dibahas fungsi komponen ini secara lebih mendetail pada rangkaian listrik DC maupun pada rangkaian listrik AC serta fungsinya berdasarkan bahan pembuatannya.

Fungsi Kapasitor Pada Rangkaian AC

Ada banyak penerapan kegunaan kapasitor pada rangkaian listrik PLN/ arus bolak balik. Berikut ini hanya beberapa yang paling sering digunakan yaitu :

Kapasitor Sebagai Power Supply Tanpa Trafo

Pada penerapan yang satu ini yang sering disebut juga Transformer less power supply sebenarnya sudah banyak digunakan karena penggunaan daya listrik menjadi lebih efisien. Power supply tanpa menggunakan trafo ini lebih efisien karena tidak ada daya listrik yang diubah menjadi energi panas.

Namun sayangnya hanya efektif pada beban dengan kapasitas yang kecil saja. Kita bisa menemukan fungsi ini misalnya pada charger raket anti nyamuk, rangkaian battery charger dan lain sebagainya. Berikut ini contoh rangkaian power supply tanpa transformator :

Kapasitor Bank untuk Memperbaiki Faktor Daya

Pada artikel berikut ini Kapasitor Bank: Pengertian dan Fungsinya sudah terdapat penjelasan yang lebih lengkap penggunaan kapasitor untuk memperbaiki faktor daya supaya tidak terkena denda daya reaktif dari transformator.

Singkatnya kapasitor bank berguna untuk menyeimbangkan beban induktif dan beban kapasitif dimana pada jaringan listrik dengan daya besar, berikut ini fungsi kapasitor secara detail :

1. Mensupply daya reaktif dengan tujuan untuk memaksimalkan penggunaan daya komplek (KVA)
2. Meminimalisir Voltage drop yang diakibatkan banyaknya beban induktif seperti motor listrik daya besar
3. Sebagai tambahan daya yang bisa mencegah overload atau kelebihan beban pada transformer.
4. Menurunkan suhu/ temperatur kabel
5. Menghemat daya / efesiensi yaitu dengan menurunkan kVA total karena pemakaian kVA lebih mendekati kW yang terpakai
6. Menghindari denda PLN karena adanya daya reaktif.

Ada juga fungsi kapasitor bank mobil yang kegunaannya sedikit berbeda yaitu biasanya digunakan untuk memasok daya yang diperlukan audio amplifier karena jika hanya mengandalkan aki mobil saja sangat terbatas padahal daya listrik pada audio mobil sangat mempengaruhi kualitas suara, lebih lengkap nya bisa dilihat di artikel Kapasitor Bank pada Audio Mobil.

Fungsi Kapasitor Pada Rangkaian DC

Penggunaan pada rangkaian arus searah/ DC juga sangat banyak dari mulai kapasitor dengan nilai kapasitansi kecil hingga besar yang umumnya terpasang pada rangkaian rectifier/ catu daya. Berikut dibawah ini secara umum kegunaan kapasitor pada rangkaian DC :

Kapasitor Sebagai Filter Pada Power Supply

Sedangkan dalam penggunaan kapasitor pada rangkaian DC (direct current) umumnya dimanfaatkan sebagai filter, maksudnya filter pada sebuah catu daya adalah untuk memfilter riak arus AC yang masih terdapat pada output dioda supaya sinyal arus DC yang dihasilkan benar benar rata.

Ini karena walaupun dioda berfungsi sebagai pengubah arus AC menjadi DC gelombang penuh namun pada output nya masih terdapat riak sehingga output rangkaian arus DC belum benar benar rata. Berikut contoh pada rangkaian untuk bentuk sinyal setelah melewati kapasitor :

Kapasitor yang digunakan sebagai filter biasanya memiliki kapasitas yang besar bisa dari 1.000 uF hingga 10.000 uF yang pada gambar ditunjukkan dengan simbol kapasitor.

Kapasitor Sebagai Dekopling

Kapasitor Dekopling adalah kapasitor yang diparalelkan melintasi jalur catu daya dan didistribusikan di antara rangkaian satu dengan rangkaian lainnya. Cek juga pengertian kapasitor dekopling wikipedia. Kenapa diperlukan capacitor decoupling ?

Seperti yang diketahui misalnya pada sebuah PCB terdapat jalur distribusi arus listrik yang rumit yang tentu saja bisa terjadi adanya lonjakan arus (spike), yang pada rangkaian digital hal ini sering terjadi pada saat transisi logic yang terjadi secara bersamaan dan bisa terjadi sangat cepat dalam hitungan nano detik.

Spike ini menyebabkan drop resistansi pada jalur catu daya yang menyebabkan penurunan tegangan.

Berikut contoh penerapan kapasitor dekopling pada rangkaian :

Dengan adanya serangkaian kapasitor dekopling hal ini bisa diminimalisir, ukuran kapasitas kapasitor dekopling pun biasanya kecil bisa berkisar 0.1 uF hingga 1 uF saja.

Kapasitor Sebagai Kopling

Pada artikel cara kerja kapasitor kita tahu bahwa kapasitor memblokir arus DC dan meneruskan sinyal/ arus AC, sehingga karakteristik ini dimanfaatkan untuk memblok arus DC atau sinyal frekuensi tertentu (umumnya frekuensi rendah) kemudian melewatkan sinyal frekuensi tinggi untuk diteruskan ke sirkuit selanjutnya.

Secara sederhana, pada rangkaian kapasitor kopling digunakan sebagai penyaring / filter frekuensi. Berikut ini contoh penerapan pada rangkaian elektronika :

Penggunaan kopling kapasitor harus diperhitungkan dengan tepat sesuai dengan frekuensi yang diinginkan. Contoh yang paling mudah dalam kapasitor untuk rangkaian kopling adalah pada rangkaian preamp yang bisa memisahkan mana frekuensi rendah (bass), mid, maupun frekuensi tinggi (treble).

Fungsi Kapasitor Pada Dinamo

Sedangkan jika dibedakan penggunaan dalam perangkat elektronik sehari hari banyak dimanfaatkan untuk sebagai Kapasitor Start dan Running pada dinamo listrik, misalnya untuk kegunaan dibawah ini yang dijelaskan secara singkat dan lebih jelasnya bisa mengikuti tautan/ link masing masing deskripsi :

Kapasitor Pada Kipas Angin

Pada kipas angin yang berukuran sedang hingga besar biasanya terdapat kapasitor berukuran kecil berkisar antara 1 uF – 6 uF, fungsi nya pada dinamo kipas adalah untuk membantu putaran awal saat kipas dinyalakan, hal ini karena torsi putaran awal yang cukup besar sehingga arus listrik yang tersimpan di dalam kapasitor bisa membantu menyuplai kebutuhan daya untuk dinamo.

Jika terdapat kerusakan pada kapasitor kipas angin maka kipas tidak akan mau berputar, tetapi biasanya jika dibantu putaran dengan tangan maka kipas bekerja dengan normal. Penjelasan lebih lengkap bisa dilihat pada artikel Fungsi kapasitor kipas angin.

Kapasitor Pada Mesin Cuci

Baik pada mesin cuci satu tabung (automatic washing machine) maupun dua tabung (manual) pasti terdapat kapasitor yang digunakan sebagai starting maupun sebagai kapasitor running.

Diperlukannya kapasitor pada mesin cuci diperlukan untuk menambah tenaga pada saat dinamo listrik berputar karena biasanya dinamo pada mesin cuci memiliki daya yang cukup besar.

Sehingga dalam hal ini misalnya dalam proses mencuci yang pada saat proses nya dinamo akan memutar tabung mencuci secara bolak balik, kapasitor difungsikan sebagai starting kapasitor. Penjelasan lebih lengkap bisa dilihat di artikel Fungsi Kapasitor pada Mesin Cuci.

Kapasitor Pada Pompa Air

Serupa dengan kipas dan mesin cuci, pada pompa air listrik pada saat pertama dinyalakan memerlukan energi yang cukup besar maka sebagian kebutuhan daya ini memanfaatkan tenaga dari kapasitor yang dihubungkan ke kumparan bantu/ coil start, biasanya ukuran kapasitor untuk pompa air berkisar 4 uF – 16 uF.

Ciri kerusakan kapasitor pompa air yaitu jika saat dinyalakan hanya berbunyi mendengung saja pada lilitan dinamo, tetapi jika dibantu putarannya dengan tangan maka bisa berputar dengan normal.

Terkadang bisa juga timbul gejala kerusakan kapasitor dari bodi kapasitor yang menggembung, untuk kapasitor yang sudah menggembung seperti ini sudah bisa dipastikan kapasitor harus diganti.

Untuk penjelasan lebih lengkap bisa dilihat pada artikel Fungsi kapasitor pompa air.

Kapasitor pada Unit AC

Pada unit air conditioner/ pendingin ruangan terdapat beberapa kapasitor dan jika salah satu saja rusak bisa menyebabkan fungsi tidak normal. Berikut dibawah ini adalah kegunaan kapasitor pada aircond :

Kapasitor Fan Blower (Unit Indoor) : Tentunya sesuai namanya kapasitor ini posisinya berada pada fan blower/ kipas AC bagian indoor. Selain berfungsi sebagai kapasitor start juga berfungsi supaya putaran kipas menjadi lebih efisien.

Kapasitor Fan Motor Outdoor : Pada Outdoor AC terdapat kipas yang berukuran cukup besar dan diperlukan sebuah kapasitor untuk membantu putaran awalnya. Bentuk kapasitor ini mirip pada kapasitor kipas angin yang berbentuk kotak.

Kapasitor Start (Outdoor AC) : Sesuai namanya kapasitor ini berfungsi sebagai start awal pada kapasitor karena pada dasarnya untuk menggerakkan motor kompresor pada saat setiap kali kompresor dinyalakan diperlukan daya yang cukup besar.

Ukuran kapasitor ini sangat tergantung kapasitas AC itu sendiri, berikut ini data ukuran kapasitor yang biasa digunakan pada AC :

Fungsi Berdasarkan Bahan Pembuatannya

Ada banyak sekali bahan pembuatan kapasitor misalnya saja keramik, cairan elektrolit, milar/ mylar capacitor, polyester, tantalum, polycarbonate dan lain lain seperti yang bisa dilihat pada artikel Jenis Jenis Kapasitor , nah berikut ini jenis kapasitor yang umum digunakan jika dibedakan dari bahan pembuatannya yaitu :

Kapasitor Keramik

Sesuai namanya, kapasitor ini terbuat dari bahan keramik sebagai dielektriknya serta tersedia dalam nilai kapasitas yang sangat kecil mulai dari pico farad, nano farad, mili farad hingga paling besar mikro farad.

Kapasitor keramik sama saja pada umumnya kapasitor dapat menyimpan energy namun dengan kapasitas yang sangat kecil dan tanpa polaritas, dalam rangkaian elektronik fungsi kapasitor ini kebanyakan dipakai pada rangkaian radio frekuensi tinggi dan juga pada peralatan audio.

Kapasitor jenis ini disukai karena harganya yang murah dan memiliki performa yang baik pada frekuensi tinggi sehingga cocok digunakan sebagai kapasitor kopling dan rangkaian frekuensi tinggi namun tidak cocok digunakan pada rangkaian memerlukan presisi seperti fungsi filter atau timing.

Kapasitor Elektrolit

Kapasitor elektrolit adalah jenis kapasitor yang cukup seing digunakan secara luas pada rangkaian elektronika yaitu pada rangkaian catu daya, power supply switching, converter DC-DC, filter power supply dan rangkaian timing.

Karena nilai kapasitasnya yang besar maka ada juga yang fungsi kapasitor elektrolit ini secara khusus sebagai penyimpan energi misalnya pada lampu flash di digital kamera dengan cara kerja yang bisa dilihat pada artikel Penggunaan Kapasitor pada Kamera

Nilai kapasitansi dari kapasitor elektrolit sangat beragam bisa dari yang paling kecil senilai 1 uF hingga paling besar sampai 10.000 uF

Kapasitor elektrolit adalah jenis kapasitor yang terpolarisasi, artinya memiliki terminal positif (+) dan negatif (-) dan hanya bisa digunakan jika polaritas pemasangan sesuai, oleh karena itulah jika pemasangan secara tidak sengaja terbalik maka akibatnya akan fatal karena terjadi korsleting, namun ada juga kapasitor elektrolit bipolar yang bisa digunakan secara bolak balik pada kaki nya.

Kapasitor Polyester /Milar

Sebenarnya penamaan kapasitor milar / Mylar Capacitors kurang tepat karena milar adalah nama merk dagang sebuah jenis kapasitor polymer film, penamaan seharusnya untuk kapasitor milar adalah polyethylene terephthalate atau bisa disebut juga Polyester yang biasa disingkat PET.

Kapasitor jenis ini memiliki fitur yang cukup unik yaitu ketahanan terhadap tegangan tinggi serta tahan terhadap kelembaban karena bodi kapasitor yang benar benar tertutup.

Nilai kapasitansi bisa berkisar antara 1 nF hingga 15 uF dengan tegangan kerja berkisar 50 Volt – 1500 Volt serta memiliki toleransi kapasitansi yang tinggi hingga +/- 10%. Karena ketahanannya yang tinggi, kapasitor ini mungkin adalah jenis yang paling banyak digunakan.

Kapasitor polyester/ mylar paling banyak digunakan pada :

1. Rangkaian filter frekuensi tinggi
2. Penggunaan rangkaian outdoor/ luar ruangan dengan kelembaban yang cukup tinggi
3. Rangkaian dengan tegangan tinggi
4. Rangkaian kopling maupun dekopling

Demikian artikel kali ini tentang fungsi kapasitor semoga bisa bermanfaat

Teknisi

Panduanteknisi.com adalah sarana sharing teknisi yang berpengalaman di bidang elektronika dan kelistrikan serta banyak menulis artikel tentang instalasi, reparasi dan tutorial seputar dunia elektronika