Reaktansi Kapasitif

Reaktansi kapasitif adalah hambatan semu pada kapasitor jika dihubungkan dengan arus bolak-balik

          XC = 1/ωC

Dalam rangkain RC bahwa ketika tegangan DC diterapkan pada kapasitor, kapasitor itu sendiri menarik pengisian arus dari pasokan dan cost hingga nilai yang sama dengan tegangan yang diberikan. Demikian juga, ketika tegangan suplai berkurang muatan yang tersimpan dalam kapasitor juga mengurangi dan pembuangan kapasitor.

Dalam rangkaian AC di mana sinyal tegangan diterapkan terus berubah dari positif ke polaritas negatif pada tingkat ditentukan oleh frekuensi pasokan, seperti dalam kasus tegangan gelombang sinus, misalnya. Kapasitor baik yang dibebankan atau dikeluarkan secara terus menerus pada tingkat ditentukan oleh frekuensi. Sebagai nilai kapasitor atau debit, arus mengalir yang dibatasi oleh resistansi internal dari kapasitor. Resistansi internal ini umumnya dikenal sebagai Kapasitif Reaktansi dan diberi simbol X _C di Ohms.

Tidak seperti resistensi yang memiliki nilai tetap, yaitu 100Ωs , 1kΩ , 10kΩ dll (ini adalah karena resistensi mematuhi Hukum Ohm), Reaktansi Kapasitif memiliki nilai yang bervariasi sesui dengan frekuensi sehingga setiap variasi dalam frekuensi akan memiliki efek pada kapasitor, "reaktansi kapasitif" . Sebagaimana frekuensi diterapkan pada kapasitor meningkat, efrect adalah untuk mengurangi reaktansi (diukur dalam ohm).Demikian juga sebagai frekuensi kapasitor berkurang nilai reaktansi meningkat. Variasi ini disebut kapasitor impedansi kompleks .

Kompleks impedansi ada karena elektron dalam bentuk muatan listrik pada pelat kapasitor, lulus dari satu piring ke yang lain lebih cepat sehubungan dengan frekuensi yang berbeda-beda. Dengan meningkatnya frekuensi, kapasitor berlalu lebih muatan di piring dalam waktu tertentu menghasilkan arus yang lebih besar melalui kapasitor muncul seolah-olah resistansi internal dari kapasitor telah menurun. Oleh karena itu, kapasitor terhubung ke sirkuit yang berubah pada rentang tertentu frekuensi dapat dikatakan "Frekuensi Tanggungan".

Reaktansi kapasitif memiliki simbol listrik "Xc" dan satuan Ohms sama seperti resistensi, (  R  ). Hal ini dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

Reaktansi Kapasitif

Capacitive Reaktansi Formula

• Dimana:
• Xc = Reaktansi kapasitif di Ohms, (Ω)
• π (terbaik) = 3,142 atau 22/7
• ƒ = Frekuensi dalam Hertz, (Hz)
• <

Contoh No1

Hitung reaktansi kapasitif dari kapasitor 220nF pada frekuensi 1kHz dan lagi pada 20kHz.

Pada frekuensi 1kHz,

Lagi pada frekuensi 20kHz,

dimana: ƒ = frekuensi dalam Hertz dan C = kapasitansi di Farads

Hal ini dapat dilihat bahwa frekuensi diterapkan pada kapasitor 220nF kami meningkat dari 1kHz ke 20kHz, reaktansi menurun dari sekitar 723Ωs hanya 36Ωs. Untuk setiap nilai yang diberikan dari kapasitansi reaktansi kapasitor dapat diplot terhadap frekuensi seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Reaktansi kapasitif terhadap Frekuensi

Dengan mengatur ulang rumus reaktansi di atas, kita juga dapat menemukan berapa frekuensi kapasitor akan memiliki reaktansi kapasitif tertentu (  X _C  ) nilai.

Contoh No1 - Pada frekuensi yang akan menjadi 2.2uF kapasitor memiliki nilai reaktansi 200Ωs?

Atau kita dapat menemukan nilai kapasitor di Farads dengan mengetahui frekuensi diterapkan dan nilai reaktansi pada frekuensi.

Contoh No2 - Apa yang akan menjadi nilai Capacitor di farads ketika memiliki reaktansi kapasitif dari 200Ω dan terhubung ke suplai 50Hz.

Kita bisa melihat dari contoh di atas bahwa sebuah kapasitor ketika terhubung ke suplai frekuensi variabel, bertindak sedikit seperti "frekuensi dikontrol variabel resistor". Pada frekuensi yang sangat rendah, seperti 1Hz kapasitor 220nF kami memiliki nilai reaktansi kapasitif tinggi kira-kira 723KΩs(memberikan efek rangkaian terbuka). Pada frekuensi sangat tinggi seperti 1MHz kapasitor memiliki nilai reaktansi kapasitif rendah hanya 0,7 ohm (memberikan efek hubungan pendek). Pada nol frekuensi atau steady state DC kapasitor memiliki reaktansi yang tak terbatas tampak lebih seperti sebuah "open-circuit" antara pelat dan memblokir setiap aliran arus melalui itu.

Voltage Divider

Kita ingat dari tutorial kita tentang Resistor di Seri bahwa tegangan yang berbeda dapat muncul di setiap resistor tergantung pada nilai resistansi dan bahwa rangkaian pembagi tegangan memiliki kemampuan untuk membagi tegangan pasokan dengan rasio R2 / (R1 + R2) . Karena itu, ketika R1 = R2 tegangan output akan menjadi setengah nilai tegangan input. Demikian juga, setiap nilai R2 lebih besar atau kurang dari R1 akan mengakibatkan perubahan sebanding dengan tegangan output.Perhatikan rangkaian di bawah ini.

Voltage Divider

Kita sekarang tahu bahwa reaktansi kapasitor, Xc (impedansi kompleks) perubahan nilai terhadap frekuensi. Jika kita mengubah resistor R2 di atas untuk sebuah kapasitor, jatuh tegangan dua komponen akan berubah sebagai frekuensi berubah karena reaktansi kapasitor.

Impedansi dari resistor R1 tidak berubah dengan frekuensi, sebagai yang resistor dan karenanya tidak terpengaruh oleh perubahan frekuensi. Kemudian tegangan resistor R1 dan oleh karena itu tegangan output ditentukan oleh reaktansi kapasitif dari kapasitor pada frekuensi tertentu menghasilkan RC pembagi tegangan rangkaian tergantung pada frekuensi. Dengan pemikiran ini, pasif Filter Low Passdan High Pass Filter dapat dibangun dengan mengganti salah satu pembagi tegangan resistor dengan kapasitor yang sesuai seperti yang ditunjukkan.

Low Pass Filter

High Pass Filter

Milik Capacitive Reaktansi , membuat kapasitor yang ideal untuk digunakan dalam rangkaian filter AC atau DC di sirkuit power supply smoothing untuk mengurangi efek yang tidak diinginkan dari setiapRipple Tegangan sebagai kapasitor berlaku jalur sinyal sirkuit pendek untuk setiap sinyal frekuensi yang tidak diinginkan pada terminal output.

Capacitive Reaktansi Ringkasan

Jadi, kita dapat merangkum perilaku sebuah kapasitor dalam rangkaian frekuensi variabel sebagai semacam frekuensi dikendalikan resistor yang memiliki nilai reaktansi kapasitif tinggi (kondisi sirkuit terbuka) pada frekuensi yang sangat rendah dan rendah nilai reaktansi kapasitif (kondisi hubung singkat) di frekuensi sangat tinggi seperti yang ditunjukkan pada grafik di atas.

Hal ini penting untuk diingat kedua kondisi ini dan dalam tutorial berikutnya tentang Pasif Low Pass Filter , kita akan melihat penggunaan Capacitive reaktansi untuk memblokir setiap sinyal frekuensi tinggi yang tidak diinginkan sementara memungkinkan hanya sinyal frekuensi rendah untuk lulus.