Mengapa menggunakan kapasitor?

Mengapa Anda perlu menyimpan voltase selama beberapa waktu di kapasitor? Saya selalu mengasumsikan sirkuit berfungsi saat Anda menyalakannya dan berhenti ketika Anda mematikannya.

Mengapa seluruh sirkuit tidak dapat ditarik kapasitor gratis? Jika itu dimaksudkan untuk penyimpanan mengapa tidak menggunakan flip-flop?

Jika yang ingin Anda bangun hanyalah sirkuit digital, dan sumber tegangan Anda benar-benar menahan tegangan konstan, tidak peduli berapa banyak arus yang diambil darinya, dan tidak ada yang mengeluarkan suara listrik, Anda tidak akan memerlukan kapasitor.

Tetapi sumber tegangan melorot ketika Anda menarik arus dari mereka. Sikat motor (dan banyak komponen lainnya) menghasilkan lonjakan tegangan yang menghebohkan yang ingin Anda saring dari sirkuit digital Anda. Beberapa orang juga berurusan dengan sirkuit analog, di mana tegangan dan sinyal arus bervariasi secara terus-menerus di berbagai jangkauan. Untuk jenis sirkuit yang bervariasi waktu, kapasitor diperlukan.

Sirkuit digital bisa sangat buruk, tetapi secara umum Anda mencoba membuat rel listrik tetap menjadi sumber daya DC. kebanyakan sirkuit ketika mereka tiba-tiba menarik daya dari power rail tidak akan terlalu senang jika power rail bereaksi dengan mencelupkan.

Ketika Anda pergi ke kecepatan yang lebih tinggi, induktansi menyebabkan masalah yang lebih besar daripada hambatan. Kapasitor bertindak sebagai sumber daya yang sangat dekat. Anda menarik daya kecepatan tinggi dari kapasitor dan sumber daya perlahan mengisi kapasitor.

Ketika dilakukan dengan benar, semuanya berjalan dengan baik. Ketika membuat produk komersial dan dilakukan secara tidak benar, Anda mendapatkan produk yang memiliki bug yang sangat aneh, biasanya terkait dengan beban tinggi karena tegangannya benar-benar turun (sags = turun di bawah yang seharusnya). Dalam kasus terburuk sinyal kecepatan tinggi melintasi saluran listrik Anda dan FCC tidak menyetujui produk Anda karena memancarkan energi frekuensi tinggi.

Kapasitor juga banyak digunakan dalam rangkaian osilator , filter , dan timing , karena laju pengisian dan laju pemakaiannya dapat dihitung secara akurat.

Dalam sirkuit RC , nilai konstanta waktu (dalam detik) sama dengan produk resistansi sirkuit (dalam ohm) dan kapasitansi sirkuit (dalam farad), yaitu R × C. Ini adalah waktu yang diperlukan untuk mengisi daya kapasitor, melalui resistor, hingga 63,2% dari muatan penuh; atau untuk mengalirkannya ke 36,8% dari tegangan awalnya. Persentase yang tampak aneh ini berasal dari konstanta matematika e (2,71828, dasar untuk logaritma natural), khususnya 1 - 1 / e dan 1 / e masing-masing.

Osilator dan rangkaian timing biasanya digunakan dalam sistem digital untuk menyediakan generator frekuensi dan timing. Osilator dan filter biasanya ditemukan di sirkuit analog, yaitu audio atau frekuensi radio (RF).

Salah satu aplikasi paling populer dari kapasitor dalam teknik kelistrikan industri adalah untuk menyediakan koreksi faktor daya. Kapasitor menyimpan energi dan melepaskannya setiap siklus pada jaringan distribusi daya AC untuk mengimbangi kenyataan bahwa beban yang sangat induktif seperti motor listrik menarik arus yang 'tertinggal' di belakang tegangan yang diberikan. Hal ini mengakibatkan faktor daya yang buruk pada jaringan distribusi listrik, yang biasanya berarti bahwa aset jaringan tidak dapat digunakan untuk peringkat daya semula.

Dengan menggunakan koreksi faktor daya, yang untuk beban induktif berarti memindahkan kapasitor ke jaringan pasokan, faktor daya dapat ditingkatkan mendekati satu yang berarti aset jaringan seperti transformator besar tidak perlu terlalu besar ukurannya.

Juga, sebagian besar otoritas pasokan listrik akan menghukum pengguna yang memiliki faktor daya yang sangat buruk, karena mereka biasanya menanggung biaya tambahan aset distribusi yang terlalu besar dan kurang dimanfaatkan. Oleh karena itu ada insentif keuangan bagi pengguna industri besar untuk memasang peralatan koreksi faktor daya.

Kapasitor juga digunakan untuk menyaring riak ketika memperbaiki daya AC ke DC (misalnya: pada tahap input drive berkecepatan variabel atau rangkaian inverter).

Juga, kapasitor digunakan untuk 'memperkuat' catu daya DC (misalnya: untuk mengubah catu daya 5VDC menjadi keluaran 9VDC). Ini disebut sirkuit 'chopper'.

Halo pengguna1424 Anda sepertinya mengajukan banyak pertanyaan tentang banyak hal elektronik. Bolehkah saya merekomendasikan Anda menemukan buku yang bagus seperti "The Art of Electronics" oleh Horowitz dan Hill, dan selamat membaca yang baik.

Mengapa seluruh sirkuit tidak dapat ditarik kapasitor gratis?

Sirkuit kadang-kadang ditarik tanpa kapasitor, karena tersirat bahwa mereka akan disertakan pada setiap pin daya logika. Jelas jika menggunakan alat EDA, mereka harus berada di skema di suatu tempat (biasanya tidak berbentuk di beberapa sudut), tetapi tersirat bahwa akan ada setidaknya satu pada setiap pin (beberapa topi dapat mencakup rentang frekuensi yang lebih luas), dan sebagai sedekat mungkin.

Untuk prototipe - terutama untuk prototipe - kapasitor bypass bahkan lebih penting. Sering akan ada lebih banyak induktansi dalam bola kabel daripada biasanya. Sekalipun frekuensi sakelar Anda rendah, konten spektral tepi bisa sangat tinggi.

Lihat pertanyaan ini:
Apa yang dimaksud dengan kapasitor decoupling dan bagaimana saya tahu jika saya membutuhkannya?

Kapasitor decoupling melayani beberapa tujuan. Pertama, mereka melindungi dari variasi catu daya. Kapasitor tidak ada di sana yang bisa mereset seluruh rangkaian. Demikian juga, beberapa bagian sirkuit yang haus daya dapat hidup dan mati selama operasi. Menyalakan juga menciptakan penurunan; banyak arus yang tiba-tiba dibutuhkan di satu tempat berarti tidak lagi tersedia di tempat lain. Kapasitor adalah penyimpanan buffer yang memastikan ada cukup arus untuk semua komponen pada saat-saat switching ini.

Contoh yang baik adalah layar sentuh kapasitif (misalnya layar sentuh di iPhone).

Layar sentuh kapasitif menggunakan lapisan bahan kapasitif untuk menahan muatan listrik. Menyentuh permukaan layar menghasilkan distorsi medan elektrostatik layar yang menghasilkan penurunan tegangan, yang dapat diukur sebagai perubahan kapasitansi. Lokasi penurunan tegangan yang tepat ini diambil oleh pengontrol dan dikirimkan ke prosesor.