fungsi-kapasitor-elektrolit

Kapasitor Elektrolit : Pengertian, Fungsi, Simbol, Jenis, Aplikasi

Kapasitor elektrolit terutama digunakan ketika penyimpanan muatan tinggi dalam volume kecil diperlukan. Dalam kapasitor elektrolit, elektrolit cair bertindak sebagai salah satu elektroda (kebanyakan bertindak sebagai katoda). Untuk lebih memahami konsep kapasitor elektrolit terlebih dahulu kita perlu mengetahui cara kerja kapasitor secara umum.

Kapasitor adalah perangkat elektronik yang menyimpan muatan listrik. Ini terdiri dari dua pelat konduktif yang dipisahkan oleh bahan isolasi yang disebut dielektrik. Berbagai jenis bahan isolasi digunakan untuk membangun dielektrik berdasarkan penggunaannya.

Pelat konduktif kapasitor adalah konduktor listrik yang baik. Oleh karena itu, mereka dengan mudah memungkinkan arus listrik melalui mereka. Di sisi lain, media atau bahan dielektrik adalah konduktor listrik yang buruk. Oleh karena itu, tidak memungkinkan arus listrik melewatinya.

cara-kerja-kapasitor

Ketika tegangan diberikan ke kapasitor sedemikian rupa sehingga terminal negatif baterai terhubung ke pelat sisi kanan dan terminal positif baterai terhubung ke pelat sisi kiri, kapasitor mulai mengisi daya.

Karena tegangan suplai ini, elektron mulai mengalir dari terminal negatif baterai dan mencapai pelat sisi kanan. Setelah mencapai pelat sisi kanan, elektron mengalami oposisi yang kuat dari bahan dielektrik karena bahan dielektrik merupakan penghantar listrik yang buruk.

Akibatnya, sejumlah besar elektron terperangkap di pelat sisi kanan kapasitor. Namun, sejumlah besar elektron ini memberikan gaya atau medan listrik ke arah pelat sisi kiri. Oleh karena itu, elektron di pelat sisi kiri mengalami gaya tolak menolak dari elektron berlebih di pelat sisi kanan. Akibatnya, elektron menjauh dari pelat sisi kiri dan tertarik menuju terminal positif baterai.

Oleh karena itu, pelat sisi kanan menjadi lebih bermuatan negatif (muatan negatif terbentuk) karena mendapatkan elektron berlebih. Di sisi lain, pelat sisi kiri menjadi lebih bermuatan positif (muatan positif terbentuk) karena kehilangan elektron. Akibatnya, tegangan terbentuk di antara pelat. Beginilah cara kerja kapasitor normal.

Kapasitor elektrolit juga mengisi sebagian besar dengan cara yang sama. Namun, bahan yang digunakan dalam membangun elco berbeda.

Apa Itu Kapasitor Elektrolit?

gambar-kapasitor-elektrolit

Kapasitor elektrolit adalah jenis kapasitor yang menggunakan elektrolit (cairan penghantar ionik) sebagai salah satu pelat konduktornya untuk mencapai kapasitansi yang lebih besar atau penyimpanan muatan yang tinggi.

Apa itu elektrolit?

Elektrolit adalah konduktor listrik cair di mana arus listrik dibawa oleh ion yang bergerak. Misalnya dalam darah kita, elektrolit atau mineral membawa muatan listrik. Elektrolit yang paling umum adalah natrium, kalium, klorida, kalsium, dan fosfor.

Dalam elektrolit, ion terdiri dari dua jenis yaitu anion (-) dan kation (+). Anion adalah ion yang memiliki jumlah elektron lebih banyak daripada jumlah proton. Kita tahu bahwa elektron bermuatan negatif dan proton bermuatan positif.

Karena kelebihan jumlah elektron daripada proton, muatan keseluruhan atom atau anion menjadi negatif. Oleh karena itu, anion disebut ion bermuatan negatif. Anion bermuatan negatif ini membawa muatan negatif.

Di sisi lain, kation memiliki jumlah elektron yang lebih sedikit daripada proton. Karena jumlah elektron lebih sedikit daripada proton, muatan keseluruhan atom atau kation menjadi positif. Oleh karena itu, kation disebut ion bermuatan positif. Kation bermuatan positif ini membawa muatan positif.

Jenis Kapasitor Elektrolit

Kapasitor elektrolit diklasifikasikan menjadi tiga jenis berdasarkan bahan yang digunakan untuk membangun dielektrik:

  1. Kapasitor elektrolit aluminium
  2. Kapasitor elektrolit tantalum
  3. Kapasitor elektrolit Niobium

Dalam artikel ini kapasitor elektrolit aluminium dijelaskan. Kapasitor elektrolit aluminium, tantalum, dan niobium bekerja dengan cara yang sama. Namun, bahan yang digunakan untuk membuat elektroda berbeda.

Kapasitor elektrolit aluminium

Kapasitor elektrolit aluminium terbuat dari dua aluminium foil, lapisan aluminium oksida, kertas elektrolitik atau spacer kertas yang direndam dalam cairan atau larutan elektrolit dan elektrolit cair atau padat. Cairan elektrolit mengandung atom atau molekul yang kehilangan atau memperoleh elektron.

Dalam kapasitor elektrolit aluminium, anoda (+) dan katoda (-) dibangun menggunakan aluminium foil murni. Aluminium foil anoda dilapisi dengan lapisan tipis aluminium oksida isolasi (elemen aluminium dengan elemen oksigen).

Aluminium foil isolasi ini bertindak sebagai dielektrik pada elco yang menghalangi aliran arus listrik. Katoda dan anoda dilapisi oksida dipisahkan oleh kertas elektrolit (yang direndam dalam cairan elektrolit).

Aluminium foil katoda juga ditutupi dengan lapisan oksida isolasi yang sangat tipis atau dielektrik yang terbentuk secara alami oleh udara. Namun lapisan oksida ini sangat tipis dibandingkan dengan lapisan oksida yang terbentuk pada anoda.

Oleh karena itu, konstruksi kapasitor elektrolit aluminium terlihat seperti dua kapasitor yang dihubungkan secara seri dengan kapasitansi anoda CA dan kapasitansi katoda CK.

Dengan demikian kapasitansi total kapasitor diperoleh dari rumus hubungan seri dua kapasitor.

rumus-kapasitor

Dimana,

CA= Kapasitansi anoda

CK = Kapasitansi katoda

Cecap = Total kapasitansi kapasitor elektrolit

Kita tahu bahwa kapasitansi atau penyimpanan muatan kapasitor berbanding lurus dengan luas permukaan pelat atau elektroda konduktif dan berbanding terbalik dengan ketebalan dielektrik.

Dengan kata lain, kapasitor dengan elektroda besar menyimpan sejumlah besar muatan sedangkan kapasitor dengan elektroda kecil menyimpan sejumlah kecil muatan.

Dengan cara yang sama, kapasitor dengan dielektrik yang sangat tebal menyimpan sejumlah kecil muatan sedangkan kapasitor dengan dielektrik yang sangat tipis menyimpan sejumlah besar muatan.

Pada kapasitor normal, dielektrik sangat tebal yang menghasilkan kapasitansi per volume yang rendah. Pada kapasitor elektrolit, elektrolit bertindak sebagai katoda nyata yang memiliki luas permukaan besar dan dielektrik sangat tipis.

Oleh karena itu, karena luas permukaan elektroda yang besar dan dielektrik yang tipis, sejumlah besar penyimpanan muatan dicapai dalam kapasitor elektrolit.

Konduktivitas listrik kapasitor elektrolit meningkat dengan meningkatnya suhu dan menurun dengan menurunnya suhu. Akibatnya, kapasitansi atau penyimpanan muatan kapasitor elektrolit aluminium juga meningkat seiring dengan kenaikan suhu dan menurun seiring dengan penurunan suhu. Oleh karena itu, kapasitansi kapasitor elektrolit aluminium sangat dipengaruhi oleh perubahan suhu.

Sebagian besar kapasitor elektrolit terpolarisasi, yaitu tegangan yang diberikan ke terminal harus dalam polaritas yang benar (positif terhubung ke terminal positif dan negatif terhubung ke terminal negatif).

Jika dihubungkan secara terbalik atau salah arah, kapasitor dapat mengalami korsleting, yaitu arus listrik yang besar mengalir melalui kapasitor dan dapat merusak kapasitor secara permanen.

Dalam kapasitor polar, tanda minus (-) atau tanda tambah (+) ditandai dengan jelas pada salah satu dari dua sadapan. Polaritas ini harus diikuti.

Simbol Kapasitor Elektrolit

Simbol kapasitor elektrolit ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Kapasitor elektrolit diwakili oleh dua garis lurus paralel atau satu garis lurus dan satu garis lengkung.

Simbol-Kapasitor-Elektrolit

Tanda plus atau minus ditulis di dekat salah satu garis untuk menunjukkan apakah itu terminal positif atau negatif (anoda atau katoda). Tegangan harus diterapkan ke terminal yang benar. Jika tidak, kapasitor dapat rusak.

Karakteristik Kapasitor Elektrolit

  • Bahan dielektrika : cairan elektrolit
  • Rentang nilai kapasitansi yang tersedia : 0,01uF hingga 10000uF
  • Rentang nilai tegangan kerja maksimal : 16 V sampai 450 V
  • Suhu maksimum : 105° C
  • Jenis : kapasitor polar

Penggunaan Kapasitor Elektrolit

Mereka sering digunakan untuk sirkuit yang melibatkan frekuensi kecil. Mereka dapat digunakan untuk:

  • Mengurangi fluktuasi tegangan pada perangkat penyaringan.
  • Menghaluskan input dan output ke filter.
  • Filter noise atau decoupling di catu daya.
  • Sinyal kopling antara tahap penguat.
  • Menyimpan energi dalam aplikasi daya rendah.
  • Untuk memberikan penundaan waktu antara dua fungsi dalam suatu rangkaian.

Sekian ulasan tentang kapasitor elektrolit atau elco, fungsi, jenis, simbol, karakteristik hingga penggunaan elco. Semoga bermanfaat.