Apa fugsi ELCO, dan jenis-jenisnya? apa akibatnya uf yang terlalu besar atau kecil? satuan dari elko? bagaimana elco bekerja? dan siapa penemu elko? mari kita bahas bersama sama dalam artikel ini secara lengkap.
Elco (electrolytic capacitor) adalah jenis kapasitor elektrolitik yang memiliki lapisan elektrolitik sebagai separator antara elektroda kapasitor. Lapisan elektrolitik ini terbuat dari elektrolit berbasis cair atau padat dan mampu menyimpan muatan listrik.
Elco biasanya memiliki nilai kapasitansi yang besar dan dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu yang lama. Karena itu, elco sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan penyimpanan energi listrik seperti pada rangkaian daya dan power supply.
Elco terdiri dari dua elektroda, yaitu anoda dan katoda, yang terhubung oleh lapisan elektrolitik. Anoda biasanya terbuat dari aluminium dan katoda terbuat dari grafit atau logam lainnya. Elco memiliki kutub positif dan negatif, dan harus dihubungkan ke sirkuit elektronik dengan polaritas yang benar untuk mencegah kerusakan.
Elco tersedia dalam berbagai jenis, kapasitas, dan tegangan yang berbeda-beda dan dapat ditemukan dalam berbagai aplikasi elektronik seperti power supply, power amplifier, dan rangkaian audio.
Tabel konten
Fungsi Elco Dalam Berbagai Peralatan elektronika, cara kerja, bahan pembuatan, dll
Penggunaan ELCO pertama kali dan siapa penemu ELCO
Elco (electrolytic capacitor) pertama kali ditemukan oleh seorang insinyur Jerman bernama Carl Gassner pada tahun 1887. Elco pertama ini menggunakan elektrolit cair berupa asam yang disimpan di dalam sebuah tabung kaca yang tertutup. Saat itu, elco digunakan sebagai pengganti baterai dalam aplikasi seperti lampu senter dan telepon genggam.
Pada tahun 1896, seorang insinyur Amerika Serikat bernama Charles Pollak menemukan elco yang menggunakan elektrolit berbasis amonium borat padat. Elco jenis ini lebih tahan lama dan lebih stabil dibandingkan dengan elco yang menggunakan elektrolit cair. Elco dengan elektrolit padat ini kemudian menjadi populer pada tahun 1900-an dan digunakan dalam aplikasi seperti radio, telegraf, dan perangkat elektronik lainnya.
Dalam perkembangannya, teknologi elco semakin berkembang dan terus ditingkatkan. Saat ini, elco digunakan secara luas dalam rangkaian elektronik dan memiliki berbagai jenis dan kapasitas yang berbeda-beda. Elco merupakan komponen penting dalam rangkaian elektronik karena mampu menyimpan energi listrik dan memainkan peran penting dalam stabilitas dan kinerja sirkuit.
Bahan-bahan untuk pembuatan ELCO
Elco (electrolytic capacitor) terdiri dari beberapa bahan yang berbeda tergantung pada jenis dan modelnya. Beberapa bahan utama yang umum digunakan dalam pembuatan elco antara lain:
- Anoda: Anoda pada elco biasanya terbuat dari aluminium atau tantalum yang diberi lapisan oksida untuk membentuk lapisan dielektrik. Anoda alumunium biasanya digunakan pada elco dengan kapasitas yang relatif besar sementara tantalum digunakan pada elco dengan kapasitas yang lebih kecil dan lebih stabil.
- Elektrolit: Elektrolit pada elco dapat berupa elektrolit cair atau elektrolit padat. Elektrolit cair biasanya terbuat dari campuran bahan kimia seperti asam sulfat, asam nitrat, atau KOH (kalium hidroksida) yang mampu menyimpan muatan listrik. Sedangkan elektrolit padat biasanya terbuat dari padatan seperti amonium borat atau tantalum pentoksida.
- Elektroda katoda: Elektroda katoda pada elco biasanya terbuat dari grafit atau logam yang dilapisi dengan lapisan pelindung. Elektroda ini bertindak sebagai kutub negatif elco dan akan menyeimbangkan muatan positif pada anoda.
- Pelindung luar: Pelindung luar pada elco terbuat dari bahan isolator seperti plastik atau bahan kertas berlapis yang bertujuan untuk melindungi elco dari kerusakan fisik dan lingkungan.
Pilihan bahan pembuatan elco tergantung pada aplikasi dan spesifikasi teknis yang dibutuhkan. Misalnya, elco dengan elektrolit cair biasanya memiliki kapasitas yang lebih besar dan cocok digunakan pada aplikasi power supply sementara elco dengan elektrolit padat lebih stabil dan cocok digunakan pada aplikasi audio dan radio.
Jenis-jenis ELCO
Berikut ini adalah beberapa jenis elco (electrolytic capacitor) yang umum digunakan dalam rangkaian elektronik:
- Aluminium Electrolytic Capacitor: Jenis elco ini paling umum digunakan dalam rangkaian elektronik karena memiliki kapasitas yang besar dan dapat menahan tegangan DC yang tinggi. Aluminium electrolytic capacitor memiliki polaritas dan umumnya memiliki nilai kapasitansi yang besar, yaitu antara beberapa mikrofarad hingga ribuan mikrofarad.
- Tantalum Electrolytic Capacitor: Jenis elco ini lebih kecil dari aluminium electrolytic capacitor, memiliki nilai kapasitansi yang lebih rendah, dan dapat menahan tegangan DC yang lebih tinggi. Tantalum electrolytic capacitor juga memiliki polaritas dan umumnya digunakan dalam rangkaian elektronik yang memerlukan kapasitor dengan ukuran yang lebih kecil dan toleransi yang lebih baik.
- Solid Electrolytic Capacitor: Jenis elco ini menggunakan bahan padat sebagai elektrolitnya dan tidak memiliki cairan elektrolit seperti pada aluminium dan tantalum electrolytic capacitor. Solid electrolytic capacitor biasanya memiliki ukuran yang lebih kecil dari jenis elco lainnya dan digunakan dalam rangkaian elektronik yang memerlukan kapasitor dengan nilai kapasitansi yang lebih tinggi dan toleransi yang lebih baik.
- Hybrid Electrolytic Capacitor: Jenis elco ini menggabungkan dua jenis elektrolit, yaitu elektrolit cair dan elektrolit padat. Hybrid electrolytic capacitor memiliki nilai kapasitansi yang lebih tinggi dan toleransi yang lebih baik daripada aluminium electrolytic capacitor, namun lebih murah dan lebih tahan lama daripada tantalum electrolytic capacitor.
- Super Capacitor: Jenis elco ini juga dikenal sebagai ultra capacitor atau electric double-layer capacitor (EDLC). Super capacitor memiliki kapasitas yang sangat besar dan dapat menyimpan energi dalam jumlah yang besar dalam waktu yang singkat. Super capacitor digunakan dalam aplikasi yang memerlukan sumber daya listrik yang cepat dan efisien, seperti dalam kendaraan listrik atau sistem penyimpanan energi.
Setiap jenis elco memiliki karakteristik yang berbeda dan dipilih sesuai dengan kebutuhan sirkuit elektronik yang akan digunakan. Pemilihan jenis elco yang tepat dapat membantu meningkatkan performa sirkuit elektronik dan memperpanjang umur perangkat elektronik yang terhubung.
Jenis elco dapat dibedakan berdasarkan, polaritas, package, dan kemasan, yaitu:
Berdasarkan polaritas:
Elco polar: Elco yang memiliki polaritas positif dan negatif, dan harus dihubungkan dengan polaritas yang benar. Jika salah dihubungkan, elco bisa meledak atau rusak.
Elco non-polar: Elco yang tidak memiliki polaritas positif dan negatif, sehingga dapat dihubungkan dengan bebas tanpa harus memperhatikan polaritas.
Berdasarkan kemasan:
Elco radial: Elco dengan kemasan berbentuk silinder dan kaki atau terminal yang keluar dari sisi yang sama, biasanya lebih mudah dipasang dan lebih umum digunakan.
Elco axial: Elco dengan kemasan berbentuk silinder dan kaki atau terminal yang keluar dari kedua sisi ujung, lebih jarang digunakan karena lebih sulit dipasang, tetapi bisa digunakan dalam aplikasi khusus.
Kombinasi dari kedua jenis ini menghasilkan empat jenis elco:
- Elco polar radial
- Elco polar axial
- Elco non-polar radial
- Elco non-polar axial
Pilihan jenis elco yang tepat harus dipertimbangkan tergantung pada aplikasi tertentu dan perlu diperhatikan nilai kapasitas, tegangan, dan toleransi elco yang dibutuhkan.
Jenis elco berdasarkan paket
Jenis elco berdasarkan paket atau package adalah sebagai berikut:
Elco Through-hole: Merupakan jenis elco yang memiliki kaki atau terminal yang bisa menembus atau dilubangi PCB untuk kemudian dipasangkan dan dilas. Jenis ini banyak digunakan pada perangkat elektronik dengan konfigurasi dan ukuran yang lebih besar seperti power supply dan amplifier.
Elco SMD (Surface Mount Device): Merupakan jenis elco yang dilengkapi dengan pad solder untuk langsung ditempel pada PCB dengan teknik soldering. Jenis ini membutuhkan ruang instalasi yang kecil dan ringan sehingga banyak digunakan pada perangkat elektronik dengan ukuran yang lebih kecil seperti handphone, tablet, dan laptop.
Elco Screw Terminal: Merupakan jenis elco yang dilengkapi dengan terminal baut (screw terminal) pada kedua sisinya. Elco jenis ini digunakan pada sistem power supply dengan tegangan tinggi dan arus besar.
Pilihan jenis elco yang tepat harus dipertimbangkan tergantung pada aplikasi tertentu dan perlu diperhatikan nilai kapasitas, tegangan, dan toleransi elco yang dibutuhkan.
Nilai Satuan ELCO
Nilai kapasitansi elco diukur dalam farad (F), yaitu satuan SI untuk kapasitansi listrik. Namun, karena nilai kapasitansi elco biasanya cukup besar, dalam prakteknya nilai kapasitansi elco sering diukur dalam satuan sub-multiples seperti microfarad (μF), nanofarad (nF), atau picofarad (pF).
Berikut adalah beberapa contoh nilai dan satuan elco yang umum digunakan:
- 1 farad (F)
- 1.000.000 mikrofarad (μF)
- 1.000.000.000 nanofarad (nF)
- 1.000.000.000.000 picofarad (pF)
Ketika memilih elco untuk rangkaian elektronik, penting untuk memilih elco dengan nilai kapasitansi yang sesuai dengan kebutuhan sirkuit. Nilai kapasitansi elco yang terlalu kecil dapat menyebabkan sirkuit menjadi tidak stabil, sedangkan nilai kapasitansi elco yang terlalu besar dapat memperlambat respons sirkuit dan menghasilkan distorsi pada sinyal. Oleh karena itu, perlu mempertimbangkan nilai kapasitansi yang tepat sesuai dengan kebutuhan sirkuit dan memilih elco dengan toleransi yang sesuai.
Sifat rangkaian elco seri dan paralel
Rangkaian elco dapat dihubungkan secara seri atau paralel, dan setiap jenis rangkaian memiliki sifat yang berbeda.
- Rangkaian elco seri: Pada rangkaian elco seri, elco dihubungkan secara berurutan sehingga kutub positif dari elco pertama dihubungkan ke kutub negatif dari elco kedua, dan seterusnya. Rangkaian elco seri memiliki kapasitas keseluruhan yang lebih kecil daripada kapasitas masing-masing elco. Namun, tegangan operasi pada setiap elco akan lebih tinggi karena tegangan total rangkaian akan dibagi di antara setiap elco. Rangkaian elco seri cocok untuk aplikasi di mana tegangan yang tinggi namun kapasitas yang lebih kecil dibutuhkan, seperti dalam rangkaian filter dan penyearah.
- Rangkaian elco paralel: Pada rangkaian elco paralel, kutub positif dari semua elco dihubungkan ke satu titik dan kutub negatif dihubungkan ke titik yang lain. Rangkaian elco paralel memiliki kapasitas keseluruhan yang lebih besar daripada kapasitas masing-masing elco. Namun, tegangan operasi pada setiap elco akan lebih rendah karena tegangan total rangkaian akan sama dengan tegangan sumber. Rangkaian elco paralel cocok untuk aplikasi di mana kapasitas yang besar namun tegangan yang relatif rendah dibutuhkan, seperti dalam rangkaian power supply dan penghilang noise.
Ketika menghubungkan elco secara seri atau paralel, perlu diperhatikan nilai kapasitas, tegangan, dan polaritas masing-masing elco untuk menghindari kerusakan dan kegagalan sirkuit.
Cara Menghitung rangkaian ELCO dan rumusnya
ELCO juga sering dirangkai seri maupun paralel untuk mendapatan kapasitansi yang diinginkan dari beberapa elco, sama halnya seperti pada resistor.
Rumus menghitung capasitansi elco dalam rangkaian seri dan paralel. Serta buatkan contoh soal dan jawaban masing-masing
Rumus untuk menghitung kapasitansi elco dalam rangkaian seri dan paralel adalah sebagai berikut:
Rangkaian elco seri:
Ceq = 1 / ((1/C1) + (1/C2) + (1/C3) + … + (1/Cn))
di mana:
Ceq adalah kapasitansi total rangkaian seri
C1, C2, C3, …, Cn adalah kapasitansi masing-masing elco yang dihubungkan secara seri
Rangkaian elco paralel:
Ceq = C1 + C2 + C3 + … + Cn
di mana:
Ceq adalah kapasitansi total rangkaian paralel
C1, C2, C3, …, Cn adalah kapasitansi masing-masing elco yang dihubungkan secara paralel.
Contoh soal dan jawaban:
Hitunglah kapasitansi total dari tiga elco dengan kapasitansi masing-masing 10 µF, 22 µF, dan 47 µF yang dihubungkan secara seri.
Jawaban:
Ceq = 1 / ((1/10 µF) + (1/22 µF) + (1/47 µF))
= 5.5 µF
Jadi, kapasitansi total rangkaian seri adalah 5.5 µF.
Hitunglah kapasitansi total dari empat elco dengan kapasitansi masing-masing 47 µF, 100 µF, 220 µF, dan 330 µF yang dihubungkan secara paralel.
Jawaban:
Ceq = 47 µF + 100 µF + 220 µF + 330 µF
= 697 µF
Jadi, kapasitansi total rangkaian paralel adalah 697 µF.
Cara kerja elco secara umum
Cara kerja elco (electrolytic capacitor) didasarkan pada prinsip penyimpanan muatan listrik di antara dua elektroda yang terpisah oleh elektrolitik.
Ketika tegangan diterapkan pada elco, muatan listrik akan mengalir ke dalam elektrolit dan menyebabkan terbentuknya lapisan elektrolitik antara dua elektroda. Lapisan elektrolitik ini bersifat isolator dan mampu menyimpan muatan listrik. Semakin besar kapasitas elco, semakin banyak muatan listrik yang dapat disimpan.
Elco juga memiliki polaritas karena elektroda anoda dan katoda memiliki sifat yang berbeda. Pada sisi anoda, elektron-elektron akan menumpuk dan menyebabkan muatan positif. Sedangkan pada sisi katoda, terdapat muatan negatif yang akan menyeimbangkan muatan positif pada sisi anoda.
Ketika sirkuit membutuhkan energi listrik, muatan listrik yang tersimpan di dalam elco akan mengalir keluar dari elco dan ke sirkuit. Ketika tegangan pada sirkuit berubah, muatan listrik akan mengalir kembali ke elco dan menyimpan energi listrik kembali.
Namun, elco juga memiliki kelemahan, yaitu elektrolit yang digunakan dalam elco memiliki umur pakai terbatas dan dapat mengering atau bocor sehingga menyebabkan kerusakan pada elco. Oleh karena itu, perlu dilakukan perawatan dan penggantian elco secara berkala untuk menjaga kinerja dan keandalan sirkuit elektronik.
Fungsi ELCO secara umum
Elco (electrolytic capacitor) adalah jenis kapasitor elektrolitik yang umum digunakan dalam rangkaian elektronik. Fungsi utama dari elco adalah menyimpan muatan listrik sementara dan memperbaiki sinyal arus searah (DC) pada sirkuit elektronik.
Beberapa fungsi khusus dari elco antara lain:
- Menstabilkan tegangan: Elco dapat digunakan untuk menyimpan muatan dan mempertahankan tegangan sumber listrik pada level yang konstan. Misalnya, elco digunakan dalam sirkuit regulator tegangan untuk menyaring gelombang sinyal AC dan menjaga tegangan DC output yang stabil.
- Menyaring sinyal: Elco juga dapat digunakan sebagai filter untuk menyaring sinyal frekuensi rendah atau tinggi dari gelombang sinyal AC atau DC. Ini berguna untuk menghilangkan noise atau gangguan dari sinyal input pada sirkuit elektronik.
- Menunda waktu: Elco dapat digunakan untuk mengatur waktu dalam beberapa aplikasi seperti dalam sirkuit kontrol motor. Saat diberi muatan listrik, elco akan membangun medan listrik yang akan menunda waktu sebelum muatan listrik dilepaskan ke dalam sirkuit.
- Meningkatkan efisiensi daya: Elco juga dapat digunakan dalam rangkaian power supply switching untuk meningkatkan efisiensi konversi daya. Elco digunakan untuk menyimpan energi listrik sementara sehingga konversi daya dapat dilakukan secara efektif dan efisien.
Fungsi elco pada power supply
Elco (electrolytic capacitor) memiliki fungsi yang sangat penting pada power supply, yaitu sebagai filter dan penyimpan energi sementara. Saat sinyal arus bolak-balik (AC) dari sumber daya listrik masuk ke power supply, elco digunakan untuk menyaring gelombang AC tersebut sehingga menghasilkan sinyal arus searah (DC) yang lebih halus dan stabil.
Selain itu, elco juga berfungsi sebagai penyimpan energi sementara pada power supply. Ketika tegangan AC sumber daya listrik melewati dioda penyearah, maka tegangan yang dihasilkan masih memiliki noise atau fluktuasi. Elco kemudian menyimpan muatan listrik sementara dari sinyal DC tersebut dan menyebarkannya kembali ke sirkuit pada saat diperlukan. Hal ini membantu menjaga tegangan output pada level yang konstan dan stabil, sehingga perangkat elektronik yang terhubung ke power supply dapat berfungsi dengan baik.
Selain itu, elco juga membantu mengurangi efek ripple (getaran tegangan) pada output power supply. Ripple adalah fluktuasi tegangan yang terjadi pada output power supply dan dapat mengganggu performa perangkat elektronik yang terhubung ke power supply tersebut. Dengan adanya elco pada power supply, getaran tegangan ini dapat diredam dan menghasilkan sinyal DC yang lebih halus dan stabil pada output power supply.
Dalam rangkaian power supply, ukuran dan jenis elco yang digunakan sangat penting untuk menjaga performa power supply yang baik dan stabil. Pemilihan elco yang tepat dan berkualitas dapat membantu meningkatkan efisiensi dan performa power supply serta memperpanjang umur perangkat elektronik yang terhubung ke power supply tersebut.
Fungsi elco pada power amplifier
Elco (electrolytic capacitor) juga memiliki fungsi penting dalam rangkaian power amplifier, yaitu sebagai penyaring tegangan DC dan menyimpan energi sementara.
Pada power amplifier, elco digunakan untuk menyaring tegangan DC yang digunakan untuk mengoperasikan transistor output amplifier. Tegangan DC yang bersih dan stabil sangat penting dalam rangkaian power amplifier karena jika ada noise atau fluktuasi pada tegangan DC. Hal ini dapat menyebabkan distorsi pada sinyal audio yang dihasilkan oleh amplifier. Elco bekerja dengan menyimpan muatan listrik sementara dari sinyal DC dan menyebarkannya kembali ke sirkuit pada saat diperlukan. Hal ini membantu menjaga tegangan output pada level yang konstan dan stabil, sehingga distorsi pada sinyal audio dapat dihindari.
Selain itu, elco pada power amplifier juga berfungsi sebagai penyimpan energi sementara. Ketika sinyal audio masuk ke amplifier, elco menyimpan muatan listrik sementara dari sinyal audio tersebut dan menyebarkannya kembali ke sirkuit pada saat diperlukan. Hal ini membantu menjaga kestabilan tegangan dan arus pada amplifier sehingga sinyal audio yang dihasilkan menjadi lebih halus dan jernih.
Pada power amplifier, ukuran dan jenis elco yang digunakan sangat penting untuk menjaga performa power amplifier yang baik dan stabil. Pemilihan elco yang tepat dan berkualitas dapat membantu meningkatkan efisiensi dan performa power amplifier serta memperpanjang umur perangkat elektronik yang terhubung ke amplifier tersebut.
Jika nilai elco terlalu besar atau terlalu kecil dalam aplikasinya
Jika nilai elco terlalu besar atau terlalu kecil dibandingkan dengan kebutuhan sirkuit elektronik yang digunakan, dapat menyebabkan masalah pada performa sirkuit tersebut. Berikut ini adalah beberapa akibat yang mungkin terjadi jika nilai elco terlalu besar atau terlalu kecil:
Jika Terlalu besar:
Jika nilai elco terlalu besar, maka sirkuit elektronik akan menjadi tidak stabil atau bahkan dapat rusak. Hal ini terjadi karena elco yang terlalu besar dapat menarik terlalu banyak arus saat dicas atau saat tegangan awal diterapkan pada sirkuit. Selain itu, elco yang terlalu besar juga dapat menurunkan waktu respons sirkuit, mengakibatkan delay atau gangguan dalam sirkuit.
Jika Terlalu kecil:
Jika nilai elco terlalu kecil, maka sirkuit elektronik akan tidak bekerja dengan efektif atau bahkan dapat rusak. Hal ini terjadi karena elco yang terlalu kecil tidak mampu menyimpan energi yang cukup atau menahan tegangan yang cukup. Selain itu, elco yang terlalu kecil juga dapat menghasilkan noise atau jitter pada sinyal output sirkuit, mengakibatkan kualitas sinyal yang buruk.
Oleh karena itu, sangat penting untuk memilih nilai elco yang tepat sesuai dengan kebutuhan sirkuit elektronik yang digunakan. Biasanya, nilai elco yang tepat ditentukan oleh desain sirkuit dan harus dipilih berdasarkan kapasitas, toleransi, tegangan, dan ukuran yang sesuai dengan sirkuit elektronik. Jika nilai elco terlalu besar atau terlalu kecil, dapat menyebabkan masalah pada performa sirkuit tersebut dan bahkan dapat merusak perangkat elektronik yang terhubung.
Faktor Penyebab kerusakan ELCO
Elco (electrolytic capacitor) dapat mengalami kerusakan akibat berbagai faktor, seperti:
- Usia: Elco memiliki masa pakai terbatas dan setelah beberapa tahun, material elektrolit dalam elco dapat mengering atau mengalami perubahan kimia. Akibatnya, kapasitas dan kinerja elco dapat menurun atau bahkan gagal sepenuhnya.
- Overvoltage: Jika elco terkena tegangan yang melebihi batas maksimum yang ditoleransi, maka elektrolit di dalam elco dapat mengalami degradasi dan bahkan menyebabkan kebocoran elektrolit.
- Overheating: Jika elco terkena suhu yang terlalu tinggi, maka elektrolit di dalam elco dapat menguap dan mengakibatkan kapasitas dan kinerja elco menurun atau bahkan gagal sepenuhnya.
- Polaritas yang salah: Elco adalah tipe kapasitor polar, artinya polaritasnya harus diikuti dengan benar saat dipasang. Jika polaritas elco dipasang dengan salah, maka bisa mengakibatkan kerusakan atau bahkan ledakan.
- Kondisi lingkungan yang buruk: Elco dapat mengalami kerusakan akibat lingkungan yang tidak baik seperti paparan sinar matahari langsung, kelembapan tinggi, debu dan kotoran, atau getaran yang terus-menerus.
Kerusakan elco dapat mengakibatkan sirkuit elektronik menjadi tidak stabil, performa yang menurun, bahkan kerusakan pada perangkat elektronik yang terhubung. Oleh karena itu, sangat penting untuk memilih elco yang berkualitas dan memeriksa kondisi elco secara berkala untuk menghindari kerusakan yang tidak diinginkan.
Demikian tentang Fungsi Elco Dalam Berbagai Peralatan elektronika. Cara kerja, bahan, aplikasi elco, penyebab kerusakan, penggunaan elco pertamakali, siapa penemunya, nilai satuan dll sudah kita bahas lengkap. Silakan mencari referensi lain jika dianggap kurang dan atau jika ingin memperdalam pengetahuan dalam bidang elektronika khususnya.
