Melihat Cara Kerja Kondensator

Advertisement

Kondensator atau kondensor atau kapasitor bersifat menyimpan tegangan listrik secara sementara (tidak permanen). Ia berfungsi sebagai pengkopel (yang meluluskan atau yang melewatkan) tegangan AC, sementara tegangan DC tidak dikopel atau tidak diluluskan olehnya.
Kondensator juga berfungsi sebagai filter tegangan DC bagi hasil penyearahan dioda-dioda penyearah di dalam sirkit 'rectifier' pada power-suply atau pada AC/DC adaptor.
Bagaimanakah cara kerja kondensator sehingga dapat berfungsi seperti itu?
Berikut ini sekilas ulasannya.

Percobaan untuk melihat cara kerja kondensator .



Pada gambar tampak rangkaian yang dapat disusun untuk melihat cara kerja kondensator. VU-meter yang digunakan adalah VU-meter dengan titik nol di tengah.
Jika switch Sw1 ditutup (disambungkan) jarum VU-meter akan bergerak ke kanan, menunjukkan adanya tegangan. Kemudian perlahan-lahan jarum VU-meter kembali ke nol meskipun Sw1 tetap ditutup.
Ini menunjukkan bahwa kondensator C diisi muatannya hingga penuh.
Ketika proses pengisian itu tegangan masuk ke elektroda + (elektroda positif) kondensator sedangkan elektroda negatifnya bergerak potensialnya ke arah nol Volt (ground).
Pada saat potensial elektroda negatif kondensator itu bergerak ke arah nol Volt, mengalirlah arus elektron dari ground ke kondensator sambil melalui VU-meter. Inilah yang membuat jarum VU-meter bergerak ke kanan.
Seiring dengan mulai terisinya muatan kondensator, maka seiring itu pula potensial elektroda negatif kondensator semakin menurun hingga akhirnya potensialnya menjadi benar-benar nol Volt. Inilah yang membuat jarum VU-meter bergerak perlahan kembali ke arah penunjukkan nol hingga akhirnya diam di posisi penunjukkan nol Volt.
Jika potensial elektroda negatif kondensator telah menjadi nol Volt (sama dengan potensial ground) maka tidak ada lagi aliran arus elektron, meskipun Sw1 masih terus dalam keadaan ditutup. Itulah saatnya kondensator telah mencapai 'full-charge' (penuh).
Dari sini juga tampak bahwa kondensator tidak mengkopel tegangan DC, kecuali sesaat saja, yaitu ketika pengisian muatannya hingga penuh.

Apabila Sw1 kemudian dibuka, jarum VU-meter kembali bergerak, namun dengan arah yang berlawanan dari sebelumnya (ke kiri). Perlahan-lahan kemudian jarum VU-meter kembali ke penunjukkan nol di tengah.
Ini menunjukkan bahwa setelah kondensator terisi penuh lalu Sw1 dibuka, maka kondensator mengosongkan isi muatannya melalui resistor R. Potensial elektroda + kondensator kemudian bergerak perlahan-lahan ke arah nol Volt.
Selama proses pengosongan muatan itu mengalirlah arus elektron dari kondensator menuju ground sambil melewati VU-meter, inilah yang membuat jarum VU-meter bergerak terbalik.
Seiring dengan semakin kosongnya isi muatan kondensator maka seiring itu pula jarum VU-meter bergerak perlahan ke arah penunjukkan nol hingga akhirnya diam di posisi penunjukkan nol Volt.
Apabila potensial elektroda + kondensator telah sama dengan potensial ground, maka tidak ada lagi aliran arus elektron.

Berapa lamakah waktu pengisian kondensator hingga muatannya penuh dan berapa lama pulakah waktu pengosongan kondensator hingga muatannya kosong, dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut :

t = (R.C)

t adalah waktu dalam detik (second), R adalah resistor dalam Ohm, dan C adalah kapasitas kondensator dalam Farad.
Dalam contoh di atas VU-meter berperan dan dipandang sebagai R juga.

Apabila Sw1 ditutup dan dibuka secara berganti-gantian, maka jarum VU-meter akan bergerak berganti-ganti arah, ke kanan dan ke kiri.
Hal ini disebabkan karena kondensator mengisi dan mengosongkan muatannya secara berganti-ganti pula.
Pada saat Sw1 ditutup elektroda + kondensator mendapatkan tegangan positif dari baterai sehingga muatannya terisi dan pada saat Sw1 dibuka elektroda + kondensator justeru mendapatkan potensial lain melalui resistor, yaitu potensial nol Volt sehingga muatannya dikosongkan.
Apabila baterai dan Sw1 ditiadakan lalu diganti dengan sebuah sumber tegangan AC (tegangan bolak-balik, tegangan yang potensialnya berubah-ubah) maka jarum VU-meter pun akan bergerak ke kanan dan ke kiri pula seperti ketika Sw1 ditutup dan dibuka secara berganti-ganti. Hal ini disebabkan karena elektroda + kondensator mendapatkan potensial yang berubah-ubah sebagaimana berubah-ubahnya potensial di dalam tegangan AC.
Di elektroda negatif kondensator akan terbit tegangan yang potensialnya berubah-ubah pula (tegangan AC).
Ini dapat dibuktikan dengan melakukan pengukuran menggunakan AC Volt-meter antara eleketroda negatif kondensator dengan ground.
Begitulah sebuah kondensator mengkopel/meluluskan tegangan AC.

Ketika sebuah kondensator difungsikan sebagai filter di dalam sirkit-sirkit power-supply DC maka setiap bentuk tegangan yang berubah-ubah potentialnya (bentuk tegangan AC yang masih tersisa) akan dikopel oleh kondensator ke ground sehingga tegangan DC di sirkit itu akan semakin murni dan (relatif) bebas dari kebercampurannya dengan bentuk-bentuk tegangan yang non-DC.

Demikianlah sebuah kondensator bekerja di dalam sirkit elektronik.
Sehubungan dengan tulisan ini, ada tulisan lain yang baiknya juga diikuti :
Mengenal kondensator
Pengertian AC .


(Sandi Sb)