Kapasitor listrik adalah perangkat yang dapat menyimpan muatan dan energi dari medan listrik. Pada dasarnya terdiri dari sepasang konduktor (pelat) yang dipisahkan oleh lapisan dielektrik. Ketebalan dielektrik selalu jauh lebih kecil dari ukuran pelat. Pada rangkaian ekivalen listrik, kapasitor dilambangkan dengan 2 segmen paralel vertikal (II).
Jumlah dasar dan satuan pengukuran
Ada beberapa besaran dasar yang mendefinisikan kapasitor. Salah satunya adalah kapasitasnya (huruf Latin C), dan yang kedua adalah tegangan operasi (U Latin). Kapasitas listrik (atau hanya kapasitansi) dalam sistem SI diukur dalam farad (F). Selain itu, sebagai unit kapasitansi, 1 farad - ini banyak - hampir tidak pernah digunakan dalam praktik. Misalnya, muatan listrik planet Bumi hanya 710 mikrofarad. Oleh karena itu, kapasitansi listrik kapasitor dalam banyak kasus diukur dalam besaran turunan farad: dalam picofarads (pF) dengan nilai kapasitansi yang sangat kecil (1 pF=1/106µF), dalam mikrofarad (µF) pada nilai yang cukup besar (1 uF=1/106 F). Untuk menghitung kapasitas listrik, perlumembagi jumlah muatan yang terakumulasi antara pelat dengan modulus perbedaan potensial di antara mereka (tegangan melintasi kapasitor). Muatan kapasitor dalam hal ini adalah muatan yang terakumulasi pada salah satu pelat perangkat yang dimaksud. Pada 2 konduktor perangkat, mereka identik dalam modulus, tetapi berbeda dalam tanda, sehingga jumlah mereka selalu sama dengan nol. Muatan kapasitor diukur dalam coulomb (C), dan dilambangkan dengan huruf Q.
Tegangan pada alat listrik
Salah satu parameter terpenting dari perangkat yang kami pertimbangkan adalah tegangan tembus - perbedaan potensial antara dua konduktor kapasitor, yang menyebabkan kerusakan listrik pada lapisan dielektrik. Tegangan maksimum di mana tidak ada kerusakan perangkat ditentukan oleh bentuk konduktor, sifat dielektrik dan ketebalannya. Kondisi pengoperasian di mana tegangan pada pelat peranti listrik mendekati tegangan tembus tidak dapat diterima. Tegangan operasi normal pada kapasitor beberapa kali lebih kecil dari tegangan tembus (dua hingga tiga kali). Karena itu, ketika memilih, perhatikan tegangan pengenal dan kapasitansi. Dalam kebanyakan kasus, nilai jumlah ini ditunjukkan pada perangkat itu sendiri atau di paspor. Dimasukkannya kapasitor dalam jaringan untuk tegangan yang melebihi tegangan nominal mengancam kerusakan, dan penyimpangan nilai kapasitansi dari nilai nominal dapat menyebabkan pelepasan harmonik yang lebih tinggi ke jaringan dan perangkat yang terlalu panas.
Penampilan kapasitor
Desain kapasitor bisayang paling bervariasi. Itu tergantung pada nilai kapasitas listrik perangkat dan tujuannya. Parameter perangkat yang dipertimbangkan tidak boleh dipengaruhi oleh faktor eksternal, oleh karena itu, pelat dibentuk sedemikian rupa sehingga medan listrik yang diciptakan oleh muatan listrik terkonsentrasi di celah kecil antara konduktor kapasitor. Oleh karena itu, mereka dapat terdiri dari dua bola konsentris, dua pelat datar, atau dua silinder koaksial. Oleh karena itu, kapasitor dapat berbentuk silinder, bola dan datar tergantung pada bentuk konduktornya.
Kapasitor Permanen
Menurut sifat perubahan kapasitansi listrik, kapasitor dibagi menjadi perangkat dengan kapasitas variabel konstan atau pemangkas. Mari kita lihat lebih dekat masing-masing jenis ini. Perangkat yang kapasitansinya tidak berubah selama operasi, yaitu konstan (nilai kapasitansi masih dapat berfluktuasi dalam batas yang dapat diterima tergantung pada suhu) adalah kapasitor tetap. Ada juga peralatan listrik yang mengubah kapasitas listriknya selama operasi, mereka disebut variabel.
Bergantung pada apa C dalam kapasitor
Kapasitas listrik tergantung pada luas permukaan konduktor dan jarak di antara mereka. Ada beberapa cara untuk mengubah pengaturan ini. Pertimbangkan kapasitor, yang terdiri dari dua jenis pelat: bergerak dan tetap. Pelat yang dapat bergerak bergerak relatif terhadap yang tetap, akibatnya kapasitansi kapasitor berubah. Analog variabel digunakan untuk mengatur analogperangkat. Selain itu, kapasitas dapat diubah selama operasi. Kapasitor pemangkas biasanya digunakan untuk menyetel peralatan pabrik, misalnya, untuk memilih kapasitansi secara empiris ketika perhitungan tidak mungkin dilakukan.
Kapasitor di sirkuit
Perangkat yang dimaksud dalam rangkaian DC hanya mengalirkan arus pada saat terhubung ke jaringan (dalam hal ini, perangkat diisi atau diisi ulang ke tegangan sumber). Setelah kapasitor terisi penuh, tidak ada arus yang mengalir melaluinya. Ketika perangkat terhubung ke sirkuit arus bolak-balik, proses pemakaian dan pengisiannya bergantian satu sama lain. Periode pergantiannya sama dengan periode osilasi tegangan sinusoidal yang diterapkan.
Karakteristik kapasitor
Kapasitor, tergantung pada keadaan elektrolit dan bahan penyusunnya, bisa kering, cair, oksida-semikonduktor, oksida-logam. Kapasitor cair didinginkan dengan baik, perangkat ini dapat beroperasi di bawah beban yang signifikan dan memiliki sifat penting seperti penyembuhan diri dielektrik selama kerusakan. Perangkat listrik tipe kering yang dipertimbangkan memiliki desain yang cukup sederhana, kehilangan tegangan dan arus bocor yang sedikit lebih sedikit. Saat ini, peralatan keringlah yang paling populer. Keuntungan utama kapasitor elektrolitik adalah biayanya yang rendah, ukurannya yang ringkas dan kapasitas listrik yang tinggi. Analog oksida bersifat polar (koneksi yang salah menyebabkan kerusakan).
Cara menghubungkan
Menghubungkan kapasitor ke sirkuit DC adalah sebagai berikut: plus (anoda) dari sumber arus terhubung ke elektroda, yang ditutupi dengan film oksida. Kegagalan untuk memenuhi persyaratan ini dapat mengakibatkan kerusakan dielektrik. Karena alasan inilah kapasitor cair harus dihubungkan ke sirkuit dengan sumber arus bolak-balik, menghubungkan dua bagian identik dalam seri yang berlawanan. Atau oleskan lapisan oksida pada kedua elektroda. Dengan demikian, alat listrik non-polar diperoleh, beroperasi dalam jaringan dengan arus searah dan sinusoidal. Tetapi dalam kedua kasus, kapasitansi yang dihasilkan menjadi setengahnya. Kapasitor listrik unipolar berukuran besar, tetapi dapat dimasukkan ke dalam rangkaian AC.
Aplikasi utama kapasitor
Kata "kapasitor" dapat didengar dari para pekerja dari berbagai perusahaan industri dan lembaga desain. Setelah membahas prinsip operasi, karakteristik, dan proses fisik, kami akan mencari tahu mengapa kapasitor diperlukan, misalnya, dalam sistem catu daya? Dalam sistem ini, baterai banyak digunakan dalam konstruksi dan rekonstruksi di perusahaan industri untuk mengimbangi daya reaktif RFC (membongkar jaringan dari luapan yang tidak diinginkan), yang mengurangi biaya listrik, menghemat produk kabel dan memberikan listrik berkualitas lebih baik kepada konsumen.. Pilihan daya, metode, dan tempat koneksi sumber daya reaktif (Q) yang optimal dalam jaringan sistem tenaga listrik (EPS) menyediakandampak signifikan pada kinerja ekonomi dan teknis EPS. Ada dua jenis KRM: melintang dan memanjang. Dengan kompensasi melintang, bank kapasitor dihubungkan ke busbar gardu induk secara paralel dengan beban dan disebut shunt (SHBK). Dengan kompensasi longitudinal, baterai termasuk dalam potongan saluran listrik dan disebut SPC (perangkat kompensasi longitudinal). Baterai terdiri dari perangkat individu yang dapat dihubungkan dengan berbagai cara: kapasitor dihubungkan secara seri atau paralel. Ketika jumlah perangkat yang terhubung secara seri meningkat, tegangan meningkat. APC juga digunakan untuk menyamakan beban berdasarkan fase, meningkatkan produktivitas dan efisiensi tungku busur api dan tungku termal bijih (ketika APC dinyalakan melalui transformator khusus).
Pada rangkaian ekivalen saluran transmisi daya dengan tegangan lebih dari 110kV, konduksi kapasitif ke bumi dilambangkan sebagai kapasitor. Catu daya saluran disebabkan oleh kapasitansi antara konduktor fase yang berbeda dan kapasitansi yang dibentuk oleh kawat fase dan tanah. Oleh karena itu, untuk menghitung mode operasi jaringan, parameter saluran transmisi daya, dan menentukan tempat kerusakan jaringan listrik, properti kapasitor digunakan.
Aplikasi lainnya
Juga, istilah ini dapat didengar dari pekerja kereta api. Mengapa mereka membutuhkan kapasitor? Pada lokomotif listrik dan lokomotif diesel, perangkat ini digunakan untuk mengurangi percikan kontak perangkat listrik, menghaluskan arus berdenyut yang dihasilkan oleh penyearah dan berdenyut.pemutus, serta untuk membuat pembangkitan tegangan sinusoidal simetris yang digunakan untuk menggerakkan motor listrik.
Namun, kata ini paling sering terdengar dari bibir seorang amatir radio. Mengapa dia membutuhkan kapasitor? Dalam teknik radio, mereka digunakan untuk membuat osilasi elektromagnetik frekuensi tinggi, mereka adalah bagian dari filter pemulusan, catu daya, amplifier, dan papan sirkuit cetak.
Dalam kotak sarung tangan setiap pengendara, Anda dapat menemukan beberapa peralatan listrik ini. Mengapa kapasitor dibutuhkan di dalam mobil? Di sana mereka digunakan dalam peralatan penguatan sistem akustik untuk reproduksi suara berkualitas tinggi.
