Karakteristik kapasitor adalah sifat atau karakter yang dimiliki oleh kapasitor. Sebagai sebuah komponen elektronika, kapasitor mempunyai sifat, spesifikasi dan karakteristik yang berbeda dengan komponen lain.
Sebenarnya kita dapat melihat atau mengetahui karakteristik kapasitor dengan cara membaca keterangan yang dicetak pada badan kapasitor. Namun beberapa jenis kapasitor mencetak keterangan karakteristiknya menggunakan kode warna atau kode angka pada tubuhnya. sehingga akan sulit untuk memahami karakteristiknya jika tidak bisa membaca kode kapasitor tersebut.
Setiap jenis atau kelompok komponen kapasitor mempunyai karakteristik dan sistem pengkodean sendiri. Beberapa sistem kode kapasitor dapat dengan mudah dipahami karakteristiknya, tetapi beberpa yang lainnya menggunakan simbol, huruf, dan warna yang cukup sulit untuk dibaca artinya.
Penjelasan karakteristik kapasitor
Agar dapat memahami karakteristik kapasitor tertentu dengan mudah, phal pertama yang harus dilakukan adalah mencari tahu jenis kapasitor tersebut. Apakah termasuk kedalam kelompok jenis kapasitor keramik, plastik, film atau elektrolit. Jika sudah tahu jenisnya kita akan mudah untuk mengidentifikasi karakteristiknya.
Meskipun kapasitor memiliki nilai kapasitansi yang sama, akan tetapi mereka bisa saja mempunyai tegangan kerja yang berbeda . Jika kita menggunakan kapasitor yang memiliki tegangan kerja yang lebih rendah sebagai pengganti kapasitor yang memiliki tegangan kerja tinggi, maka perbedaan tegangan kerja tersebut dapat merusak kapasitor tegangan rendah meskipun kedua kapasitor itu mempunyai nilai kapasitansi yang sama.
Seperti yang kita ketahui bahwa kapasitor elektrolit memiliki polaritas pada kedua terminal atu kakinya. Jadi saat menghubungkan kapasitor elektrolit pada rangkaian, terminal positif harus terhubung ke jalur positif dan terminal negatif kapasitor ke jalur negatif agar kapasitor tidak rusak. Karena itu lebih baik mengganti kapasitor yang rusak pada rangkaian dengan kapasitor baru yang memiliki karakteristik sama.
Kapasitor mempunyai serangkaian karakteristik yang perlu kita ketahui sebelum menggunakan kapasitor. Semua karakteristik kapasitor ini dapat dilihat pada informasi datasheet yang disediakan oleh produsen pembuat kapasitor tersebut.
Berikut ini adalah penjelasan beberapa contoh karakteristik kapasitor yang harus diketahui :
1. Nilai kapasitansi
Nilai kapasitansi sebuah kapasitor merupakan salah satu karakteristik dari kapasitor yang paling penting dan harus diketahui oleh pengguna. Nilai kapasitansi kapasitor ini biasanya diukur dalam unit satuan pico-farad (pF), nano-farad (nF) atau micro-farads (uF). Penulisan informasi nilai ini ditunjukkan dengan warna, angka atau huruf pada badan kapasitor. Nilai kapasitansi ini umumnya dicetak pada badan kapasitor, baik secara langsung atau menggunakan kode angka atau warna pada kapasitor.
Nilai kapasitansi pada kapasitor dapat berubah karena suhu kerja dan frekuensi rangkaian. Nilai kapasitansi paling rendah sekitar 1 pico-farad (1pF) biasanya dari jenis kapasitor keramik. Sementara yang lebih tinggi sekitar 1 farad (1F) dari jenis kapasitor elektrolitik.
2. Tegangan kerja
Tegangan kerja merupakan salah satu karakteristik penting dari kapasitor selain kapasitansi. Tegangan kerja kapasitor adalah besar tegangan maksimum yang dapat diterapkan pada kapasitor tanpa menurunkan kinerja dari kapasitor tersebut. Tegangan kerja ini dinyatakan dalam satuan tegangan dc.
Perlu diketahui, tegangan kerja yang tertera pada badan kapasitor mengacu pada tegangan DC-nya bukan tegangan AC-nya, karena tegangan AC dinyatakan dalam nilai rms. Jadi tegangan kerja kapasitor harus lebih besar dari 1.414 (Vm = Vrms x√2) ) kali nilai AC sebenarnya untuk menerapkan tegangan AC ke kapasitor. Tegangan kerja DC yang ditentukan dari kapasitor (WV-DC) ini hanya berlaku pada rentang suhu tertentu, misalnya -300C hingga + 700C. Jika kita memberikan tegangan DC atau AC yang lebih besar dari tegangan kerja sebuah kapasitor maka dapat merusak kapasitor tersebut.
Tegangan kerja yang biasa tertera pada body kapasitor adalah 10V, 16V, 25V, 35V, 50V, 63V, 100V, 160V, 250V, 400V dan juga 1000V. Kapasitor akan memiliki masa kerja yang lebih lama jika beroperasi pada nilai tegangan maksimumnya dan pada suhu yang tidak panas.
3. Nilai toleransi
Toleransi adalah perubahan relatif nilai kapasitansi yang diizinkan dari nilai sebenarnya. Toleransi kapasitor dinyatakan dalam persen. Seperti pada resistor, nilai toleransi kapasitor juga ada dalam nilai plus atau minus. Nilai toleransi ini umumnya diukur dalam pico-farads (+/- pF). Untuk kapasitor bernilai rendah yang kurang dari 100pF atau dalam persentase (+ / -%) untuk kapasitor bernilai lebih tinggi, yang lebih besar dari 100pF.
Nilai toleransi kapasitor diukur pada suhu + 20 ° C dan hanya berlaku pada saat awal distribusi. Jika kapasitor digunakan setelah jangka waktu penyimpanan yang lama, maka nilai toleransi akan meningkat. Menurut spesifikasi standar, nilai ini tidak akan melebihi dua kali lipat nilai yang diukur pada saat awal distribusi.
4. Kebocoran arus
Semua bahan dielektrik yang digunakan pada kapasitor untuk memisahkan pelat logam kapasitor pada dasarnya bukan merupakan bahan isolator yang sempurna. Karena itu dapat terjadi aliran arus kecil diantara kedua pelat logam. Efek ini disebabkan karena medan listrik berkekuatan tinggi yang dibentuk oleh partikel muatan pada pelat kapasitor ketika mendapatkan tegangan listrik.
Arus bocor kapasitor berupa sejumlah kecil arus DC yang hanya beberapa nano ampere (nA). Arus bocor inilah yang menyebabkan kapasitor kehilangan muatannya ketika dismpan dalam waktu yang lama tanpa terhubung ke sumber listrik.
Arus bocor sangat rendah pada kapasitor jenis film atau foil dan sangat tinggi (5-20 uA per uF) pada kapasitor jenis elektrolitik (tantalum dan aluminium), di mana nilai kapasitansinya juga tinggi.
5. Suhu kerja
Nilai kapasitansi kapasitor dapat bervariasi dipengaruhi oleh perubahan suhu kapasitor. Perubahan suhu bisa menyebabkan perubahan sifat bahan dielektrika kapasitor. Suhu Kerja adalah suhu kapasitor yang beroperasi pada peringkat tegangan tertentu. Suhu kerja untuk sebagian besar kapasitor adalah -30 ° C hingga + 125 ° C. Pada kapasitor jenis plastik nilai suhu ini tidak lebih dari 700°C.
Nilai kapasitansi kapasitor dapat berubah, jika udara atau suhu sekitar kapasitor terlalu dingin atau terlalu panas. Perubahan suhu ini akan mempengaruhi kerja rangkaian dan bisa merusak komponen lain yang ada di rangkaian tersebut.
Cairan di dalam dielektrik dapat hilang akibat penguapan terutama pada kapasitor elektrolit (kapasitor elektrolit aluminium) ketika beroperasi pada suhu tinggi (di atas + 850C) . Selain itu badan kapasitor akan rusak karena arus bocor dan tekanan internal.
6. Koefisien suhu
Koefisien suhu kapasitor merupakan perubahan maksimum nilai kapasitansi terhadap kisaran suhu yang ditentukan. Nilai kapasitansi yang tertera pada badan kapasitor diukur dengan acuan suhu 250°C . Di dalam panduan datasheet harus diperhatikan agar menggunakan kapasitor di bawah atau di atas suhu tersebut. koefisien suhu dinyatakan dalam satuan bagian per juta per derajat celcius (PPM / 0C) atau sebagai persen perubahan dengan kisaran suhu tertentu.
Beberapa kapasitor bersifat non linier (kapasitor kelas 2). Suhu kapasitor ini tidak stabil seperti pada kapasitor kelas 1. Sehingga nilai kapasitansinya akan meningkat mengikuti kenaikan suhu, karena kapasitor ini memberikan koefisien suhu positif.
Beberapa kapasitor linier (kapasitor kelas 1), memiliki kapasitansi yang sangat stabil dengan pada perubahan suhu. Kapasitor semacam itu memiliki koefisien suhu nol. Umumnya kapasitor Mica atau Polyester adalah contoh kapasitor kelas 1.
7. Polarisasi
Umumnya polarisasi kapasitor termasuk dalam kapasitor jenis elektrolitik, seperti kapasitor jenis aluminium dan kapasitor jenis tantalum. Mayoritas kapasitor elektrolitik terpolarisasi, yaitu membutuhkan polaritas yang benar ketika tegangan suplai dihubungkan ke terminal kapasitor, seperti terminal positif (+ ve) ke positif (+ ve) dan negatif (-ve) ke negatif (-ve) ) koneksi.
Lapisan oksida di dalam kapasitor dapat rusak oleh polarisasi yang salah, ini menyebabkan aliran arus tinggi melalui perangkat. Akibatnya kapasitor rusak seperti yang disebutkan sebelumnya. Untuk mencegah polarisasi yang salah, sebagian besar kapasitor elektrolitik memiliki tanda panah atau garis hitam atau pita atau tanda pangkat di satu sisi tubuhnya untuk menunjukkan terminal negatif (-ve) seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Kapasitor terpolarisasi memiliki arus bocor yang besar jika tegangan suplai mereka terbalik. Arus bocor pada kapasitor terpolarisasi mendistorsi sinyal, memanaskan kapasitor dan akhirnya menghancurkan. Alasan dasar untuk menggunakan kapasitor terpolarisasi adalah biayanya yang lebih murah daripada kapasitor non-terpolarisasi dengan peringkat tegangan yang sama dan nilai kapasitansi yang sama. Pada dasarnya kapasitor terpolarisasi tersedia dalam satuan mikro-farad, seperti 1uF, 10uF, dll.
8. Resistensi (ESR)
Resistansi seri ekivalen (ESR) kapasitor didefinisikan sebagai impedansi AC kapasitor ketika digunakan pada frekuensi yang sangat tinggi dan juga dengan pertimbangan resistansi dielektrik. Baik resistansi DC dielektrik dan resistansi pelat kapasitor diukur pada suhu dan frekuensi tertentu.
ESR bertindak seperti resistor yang dirangkai seri dengan kapasitor. ESR kapasitor adalah peringkat kualitasnya. Kita tahu bahwa secara teoritis kapasitor yang sempurna adalah lossless dan juga memiliki nilai ESR nol. Seringkali resistansi ini (ESR) menyebabkan kegagalan pada rangkaian kapasitor.
