Apakah kapasitans tetap?

1. Definisi

Yang biasanya disebut sebagai "kapasitor tetap" mungkin adalah istilah populer. Secara ketat, ia mungkin merujuk pada kapasitor tetap. Kapasitor tetap adalah jenis kapasitor dengan nilai kapasitansi yang konstan. Dalam rangkaian, kapasitasnya tidak akan berubah akibat variasi tegangan dan arus normal atau kondisi eksternal umum lainnya. Fungsi utamanya termasuk penyimpanan energi listrik, penapisan, kawalan, dan pembiakan.

2. Struktur dan Prinsip

Struktur

Ambil contoh kapasitor keramik yang umum. Ia terdiri dari dielektrik keramik, elektroda, dan bahan pembungkus. Dielektrik keramik adalah bagian kunci yang menentukan nilai kapasitansi dan sifat-sifat lainnya. Elektroda biasanya terbuat dari bahan logam (seperti perak, palladium, dll.) dan digunakan untuk menarik muatan. Bahan pembungkus berfungsi melindungi struktur internal.

Prinsip

Kapasitor bekerja berdasarkan prinsip menyimpan energi listrik dalam medan elektrik. Ketika tegangan diterapkan di kedua kutub kapasitor, muatan akan menumpuk di kedua kutub, membentuk medan elektrik. Energi medan elektrik disimpan dalam kapasitor dalam bentuk energi listrik. Untuk kapasitor tetap, besarnya kapasitansi terutama bergantung pada luas kedua pelat, jarak antara pelat, dan konstanta dielektrik medium di antara pelat. Berdasarkan rumus c=εs/d (di mana C adalah kapasitansi, ε adalah konstanta dielektrik, S adalah luas pelat, dan d adalah jarak antar pelat), dalam kapasitor tetap, parameter ini pada dasarnya tetap setelah pembuatan, sehingga nilai kapasitansi tetap konstan.

3. Klasifikasi dan Aplikasi

Klasifikasi

• Kapasitor Keramik: Mereka memiliki karakteristik ukuran kecil, performa frekuensi tinggi yang baik, dan stabilitas yang relatif tinggi. Mereka dibagi menjadi Kelas I (tipe kompensasi suhu), Kelas II (tipe permisivitas tinggi), dan Kelas III (tipe semikonduktor). Kapasitor keramik Kelas I sering digunakan dalam rangkaian osilasi frekuensi tinggi, instrumen presisi, dan kesempatan lainnya dengan persyaratan stabilitas kapasitansi yang sangat tinggi. Kapasitor keramik Kelas II cocok untuk pembiakan, penapisan, dan rangkaian umum lainnya.

• Kapasitor Elektrolit: Mereka dibagi menjadi kapasitor elektrolit aluminium dan kapasitor elektrolit tantalum. Kapasitor elektrolit aluminium memiliki kapasitansi besar tetapi arus bocor yang relatif besar. Mereka digunakan utamanya dalam penapisan frekuensi rendah, penghalusan sumber daya, dan rangkaian lainnya. Kapasitor elektrolit tantalum memiliki performa yang lebih baik daripada kapasitor elektrolit aluminium dan digunakan secara luas dalam rangkaian sumber daya, kawalan sinyal, dan kesempatan lainnya dengan persyaratan yang lebih tinggi.

• Kapasitor Film: Termasuk kapasitor film poliester, kapasitor film polipropilena, dll. Kapasitor film poliester sering digunakan dalam rangkaian DC dan AC frekuensi rendah perangkat elektronik umum. Kapasitor film polipropilena, dengan keuntungan kerugian rendah dan performa isolasi yang baik, digunakan secara luas dalam rangkaian frekuensi tinggi dan rangkaian tegangan tinggi.

Aplikasi

• Rangkaian Sumber Daya: Dalam rangkaian penyearah dan penapis sumber daya, kapasitor elektrolit digunakan untuk menghaluskan tegangan DC output dan menyaring riak setelah penyearahan. Misalnya, dalam sumber daya komputer, kapasitor elektrolit berkapasitas besar dapat secara efektif mengurangi fluktuasi tegangan output sumber daya dan menyediakan sumber daya yang stabil untuk berbagai komponen komputer.

• Rangkaian Kawalan: Dalam rangkaian penguat audio, kapasitor digunakan untuk mengkawal sinyal audio. Misalnya, antara dua tahap penguat audio, kapasitor digunakan untuk mengkawal sinyal output tahap penguat sebelumnya ke input tahap penguat berikutnya. Pada saat yang sama, ia memblokir sinyal DC dan hanya membolehkan sinyal audio AC melewati, sehingga memungkinkan transmisi dan penguatan sinyal audio yang efektif.

• Rangkaian Osilasi: Dalam rangkaian osilasi perangkat pemancar dan penerima radio, kapasitor tetap seperti kapasitor keramik atau kapasitor film, bersama dengan induktor dan komponen lainnya, membentuk loop osilasi untuk menghasilkan sinyal osilasi frekuensi tinggi yang stabil. Misalnya, dalam rangkaian osilator lokal radio, kapasitor tetap dan induktor bekerja sama untuk menentukan frekuensi osilasi, memungkinkan radio menerima sinyal siaran dengan frekuensi tertentu.