Finoo.id – Pengertian Reaktansi Kapasitif & Cara Menghitungnya Yang Tepat. Digunakan untuk menghitung nilai reaktansi kapasitif dalam rangkaian arus bolak-balik. Prinsip dasar kapasitor menjelaskan bahwa kapasitor memiliki sifat menahan arus searah dan melewatkan arus bolak-balik.
Pembagian nilai tegangan dengan arus yang mengalir dalam rangkaian arus bolak-balik disebut Impedansi. Dalam rangkaian kapasitor murni, impedansi ini dikenal sebagai Reaktansi Kapasitif.
Reaktansi kapasitif juga sering disebut sebagai hambatan kapasitor pada sinyal AC. Jika kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan AC, akan terjadi aliran arus.
Meskipun yang diamati sebenarnya adalah seberapa besar konduktansi atau kemampuannya menghantarkan sinyal AC, namun perhitungan tegangan dibagi arus mengakibatkan penggunaan istilah hambatan lebih tepat. Oleh karena itu, reaktansi kapasitif dinyatakan dalam satuan Ohm, seperti satuan hambatan listrik.
Pengertian Reaktansi Kapasitif
Reaktansi Kapasitif (Capacitive Reactance) dapat dijelaskan sebagai hambatan yang terjadi pada kapasitor ketika dilewati oleh arus bolak-balik (arus AC).
Kapasitor merupakan komponen elektronik yang dapat menyimpan muatan listrik sementara dalam jangka waktu tertentu.
Apabila sebuah kapasitor diberikan tegangan DC searah, kapasitor akan mengisi muatan listriknya hingga mencapai nilai tegangan yang sama dengan tegangan yang diberikan.
Demikian pula, jika tegangan diberikan pada kapasitor berkurang, muatan yang tersimpan dalam kapasitor juga akan berkurang atau terjadi pembuangan muatan (discharge).
Namun, ketika sebuah kapasitor diberikan tegangan AC dengan perubahan polaritas dari positif ke negatif dan sebaliknya dengan frekuensi tertentu, seperti pada gelombang sinus tegangan, muatan pada kapasitor akan terus diisi dan dibuang sesuai dengan frekuensi tegangan AC yang diberikan.
Pada proses pengisian dan pembuangan muatan kapasitor dengan tegangan AC (arus bolak-balik), arus listrik yang mengalir melalui kapasitor terbatasi oleh reaktansi kapasitif kapasitor itu sendiri.
Reaktansi kapasitor biasanya dilambangkan dengan simbol Xc dan diukur dalam satuan Ohm (Ω). Berbeda dengan resistansi yang memiliki nilai tetap (misalnya 10Ω, 100Ω, 1kΩ, 10kΩ, 100kΩ, dan sebagainya), reaktansi kapasitif memiliki nilai yang bervariasi tergantung pada frekuensi tegangan AC yang diberikan.
Dengan demikian, setiap perubahan frekuensi yang diterapkan pada kapasitor akan berdampak signifikan terhadap nilai reaktansi kapasitif kapasitor tersebut.
Semakin tinggi frekuensi (f) yang diterapkan pada kapasitor, semakin rendah nilai reaktansi kapasitifnya. Sebaliknya, semakin rendah frekuensi tegangan AC yang melewati kapasitor, semakin tinggi nilai reaktansi kapasitifnya.
Rumus Reaktansi Kapasitif
Jumlah muatan yang mengalir melalui sebuah kapasitor dapat dihitung dengan mengalikan kuat arus dengan waktu. Pada rangkaian arus bolak-balik, ketika arus dan tegangan melewati sebuah kapasitor, fase arus akan mendahului fase tegangan sebesar 90°.
Diagram fase dapat digambarkan dengan arus (I) mengarah ke sumbu ‘X’ yang positif ke kanan, dan tegangan mengarah ke sumbu ‘Y’ yang negatif ke bawah.
Reaktansi kapasitif dinyatakan dengan notasi Xc. Besar nilai reaktansi kapasitif pada aplikasi tegangan AC dengan sinyal sinus dapat dihitung menggunakan rumus reaktansi kapasitif berikut:
Dengan mengeliminasi -j pada pembilang dan penyebut, rumus tersebut dapat disederhanakan menjadi:
Jika ω= 2πF, maka rumus reaktansi kapasitif menjadi:
Dimana:
Xc = Reaktansi Kapasitif (Ohm)
π (pi) = 3,142 atau 22/7
f = Frekuensi (Hertz)
C = Kapasitansi Kapasitor (Farad)
Dari rumus di atas, dapat dilihat bahwa nilai reaktansi kapasitif berbanding terbalik dengan frekuensi. Ini berarti semakin tinggi frekuensi, nilai reaktansi kapasitif semakin rendah atau semakin konduktif. Sebaliknya, pada frekuensi rendah, nilai reaktansi kapasitif semakin tinggi atau semakin menghambat.
Oleh karena itu, pada aplikasi tegangan DC, kapasitor memiliki hambatan yang sangat tinggi karena frekuensi tegangan DC adalah nol. Akibatnya, nilai reaktansi kapasitif menjadi tak terhingga.
Cara Menghitung Reaktansi Kapasitif
Berikut ini adalah beberapa contoh perhitungan yang terkait dengan reaktansi kapasitif, baik dalam menghitung nilainya maupun nilai kapasitor dan frekuensi yang terkait.
Contoh 1 : Menghitung Reaktansi Kapasitif (Xc)
Berikut adalah contoh perhitungan untuk menghitung reaktansi kapasitif pada kapasitor dengan nilai 330nF pada frekuensi 500Hz dan 10kHz.
Reaktansi kapasitor 330nF pada frekuensi 500Hz
Diketahui:
C = 330nF (330 x 10-9 Farad)
f = 500Hz
Xc = ?
Jawaban:
Xc = 1 / (2πfC)
Xc = 1 / (2 x 3,142 x 500 x (330 x 10-9))
Xc = 964,45 Ohm
Reaktansi kapasitor 330nF pada frekuensi 10kHz
Diketahui:
C = 330nF (330 x 10-9 Farad)
f = 10kHz
Xc = ?
Jawaban:
Xc = 1 / (2πfC)
Xc = 1 / (2 x 3,142 x 10000 x (330 x 10-9))
Xc = 48,22 Ohm
Dari contoh perhitungan di atas, dapat dilihat bahwa ketika frekuensi yang diterapkan pada kapasitor dengan nilai 330nF meningkat dari 500Hz menjadi 10kHz, nilai reaktansi kapasitifnya menjadi lebih rendah, yaitu dari 964,45 Ohm menjadi 48,22 Ohm. Reaktansi kapasitif (Xc) selalu memiliki hubungan terbalik dengan frekuensi (f).
Contoh 2 : Menghitung Frekuensi (f)
Sebuah kapasitor dengan nilai 4,7uF memiliki reaktansi kapasitif sebesar 120 Ohm. Berapakah frekuensi yang diterapkan?
Diketahui:
C = 4,7uF (4,7 x 10-6 Farad)
Xc = 120 Ohm
f = ?
Jawaban:
f = 1 / (2πCXc)
f = 1 / (2 x 3,142 x (4,7 x 10-6) x 120)
f = 282,13 Hz
Contoh 3 : Menghitung Nilai Kapasitor (C)
Sebuah kapasitor memiliki nilai reaktansi kapasitif sebesar 120 Ohm pada frekuensi 50Hz. Berapakah nilai kapasitor tersebut?
Diketahui:
Xc = 120 Ohm
f = 50 Hz
C = ?
Jawaban:
C = 1 / (2πfXc)
C = 1 / (2 x 3,142 x 50 x 120)
C = 26,52 uF
Catatan: Nilai frekuensi (f) dinyatakan dalam satuan Hertz. Jika frekuensinya adalah 10kHz, maka harus dikonversi terlebih dahulu menjadi Hertz, yaitu 10000Hz. Sedangkan nilai kapasitansi kapasitor (C) dinyatakan dalam satuan Farad. Jika nilai kapasitornya adalah 330nF, maka harus dikonversi terlebih dahulu menjadi Farad, yaitu 330×10-9 Farad atau 0,00000033 Farad.
Baca Juga :
- Pengertian Dioda Varactor, Fungsi, Simbol & Prinsip Kerjanya
- Pengertian Mikrokontroler, Fungsi dan Persip Kerjanya
- Pengertian DIAC, Cara Kerja dan Simbolnya Yang Tepat
- Cara Kerja Bel Listrik Dan Komponennya Yang Tepat
Penutup
Sebagai penutup, pengertian reaktansi kapasitif adalah komponen penting dalam bidang teknik dan fisika.
Mengetahui dan memahami konsep reaktansi kapasitif bukan hanya memungkinkan kita untuk merancang dan mengoptimalkan sistem listrik dan elektronik, tetapi juga membantu kita memahami bagaimana arus dan tegangan berinteraksi dalam rangkaian kapasitif.
Secara keseluruhan, pengetahuan ini penting untuk kemajuan teknologi modern dan membantu meningkatkan efisiensi dan efektivitas sistem listrik kita.
Saya berharap, melalui artikel finoo.id ini, pemahaman kalian tentang reaktansi kapasitif telah ditingkatkan. Ingatlah bahwa setiap detail kecil dalam fisika memiliki dampak besar pada dunia di sekitar kita.
