KAPASITOR

Kapasitor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan dan energi listrik. Pada prinsipnya, kapasitor terdiri dari dua konduktor yang berdekatan namun terpisah satu sama lain, yang membawa muatan yang sama besar namun berlawanan jenis. Kedua konduktor tersebut dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator) yang disebut bahan (zat) dielektrik. Zat dielektrik yang digunakan sebagai menyekatakan membedakan jenis kapasitor, seperti kertas, mika, plastik, pasta dan lain sebagainya. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867).Satuan kapasitor disebut Farad (F).

Kapasitor meneruskan tegangan bolak-balik tetapi tidak meneruskan tegangan rata-rata.Sifat Kapasitor antara lain dapat:

Menyimpan muatan listrik Menahan arus searah Melewatkan arus bolak-balik Variable untuk memilih panjang gelombang yang dikehendaki pesawat radio Menghindarkan terjadinya loncatan listrik pada rangkaian yang berisi kumparan apabila arus

diputarkan. Menyimpan muatan listrik ukurankecil.

Kegunaan kapasitor antara lain : Menyimpan muatanlistrik, Memilih gelombang radio (tuning), Sebagai perata arus pada rectifier, Sebagai komponen rangkaian starter kendaraan bermotor, Memadamkan bunga api pada system pengapian mobil, Sebagai filter dalam catu daya (power supply).

KAPASITANSI

Kapasitas kapasitor, biasadisebut juga kapasitansi, C merupakan ukuran kemampuan kapasitor itu untuk menyimpan muatan (Q) pada beda potensial (V).

Hal inidinyatakandalamkaitan:

Dengan = Q :muatan yang disimpan kapasitor (Coulomb),

V : Beda potensial antara dua ujung kapasitor (Volt),

C :Kapasitansi kapasitor (Farad).

Untukrangkaianelektronikpraktis, satuan farad adalahsangatbesarsekali.Umumnyakapasitor yang ada di pasaranmemilikisatuan : µF, nFdanpF.

1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad)

1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad)

1 µF = 1.000 nF (nano Farad)

1 nF = 1.000 pF (piko Farad)

1 pF = 1.000 µµF (mikro-mikro Farad)

1 µF = 10-6 F

1 nF = 10-9 F1 pF = 10-12 F

ContohSoal :

Sebuah kapasitor dengan kapasitas 0,5 µF dimuati dengan baterai 12 Volt. Hitunglah Besar muatan yang tersimpan dalam kapasitor tersebut!

Jawab:

C = 0,5 µF = 0,5 x 10-6 F

V = 12 Volt

Q = C . V

= 0.5x10-6 (12)

= 6.10-6

KAPASITOR KEPING SEJAJAR

Kapasitor keping sejajar adalah kapasitor yang terdiri dari dua keping konduktor yang dipisahkan oleh bahan dielektrik.

Kedua keping kapasitor dihubungkan dengan baterai.Baterai akan memberikan muatan +q pada kepingpertama dan –q pada keping kedua. Dalam celah antara kedua keping akan timbul medan listrik.

• Perhitungan Kapasitansi kapasitor keping sejajar :

C = Kapasitas kapasitor (F)

ε0 =Permitivitas vakum (8,85x10 12 C‐ 2N 1‐ m2 )

A = Luas penampang masing masing‐ keping (m2)

d = Jarak antar keping (m)

Contoh Soal

Hitunglah kapasitansi suatu kapasitor keping sejajar berbentuk bujur sangkar dengan sisi 10 cm dan jarak pemisah 1 mm.

Jawab

KAPASITOR BOLA

Kapasitor bola adalah kapasitor yang berbentuk bola berongga dengan jari jari tertentu.‐

Bola konduktor yang berjari-jari R memiliki potensial V relative terhadap tanah. Kapasitansi bola konduktor menjadi:

Contoh Soal

Kapasitor bola berongga memiliki jari-jari sebesar 1,8 cm. Jika 1/4πεo = 9 x 109 dalam satuan internasional, tentukan kapasitas kapasitor!

Jawab

Energi Yang Tersimpan dalam Kapasitor

Kapasitor menyimpan energi dalam bentuk medan listrik. Energi yang tersimpan dalam kapasitor (W) dinyatakan oleh :

W= Energi yang tersimpan pada kapasitor satuannya Joule (J)

Q= Muatan listrik yang tersimpan pada kapasitor satuannya Coulomb( C )

C = Kapasitas kapasitor satuannya Farad (F)

V = Beda potensial antara dua keping satuannya Volt (V)

Susunan Kapasitor

Pengetahuan tentang susunan kapasitor diperlukan untuk mendapatkan nilai kapasitas kapasitor pengganti (ekuivalen) dari sejumlah kapasitor yang tersedia. Jika sejumlah kapasitor itu disusun dengan cara tertentu, maka susunan itu dapat dipandang sebagai sebuah kapasitor ekuivalen yang mewakili susunan sejumlah kapasitor. Untuk mendapatkan kapasitas kapasitor ekuivalen yang diinginkan, kapasitor dapat disusun secara seri dan paralel. Nilai kapasitansi ekuivalen dari untai kapasitor didasari oleh hokum kekekalan muatan.

1. Susunan Seri

Dua kapasitor atau lebih dapat disusun secara seri dengan ujungnya yang disambung-sambungkan secara berurutan seperti pada gambar di bawah ini

Pada rangkaian seri ini muatan yang tersimpan pada kapasitor akan sama , jadi Q Total

sama dengan muatan di kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3, akibatnya beda potensial

tiap kapasitor akan berbanding terbalik dengan kapasitas kapasitornya, sesuai dengan

persamaan Q = C V

Pada rangkaian seri beda potensial= tegangan sumber=tegangan total E=V tot, akan

terbagi menjadi tiga bagian. Dari penjelasan ini dapat disimpulkan sifat-sifat yang dimiliki

rangkaian seri sebagai berikut:

a.       Q total = Q1 = Q2 = Q3

b.        E= Vtot = V1 + V2 + V3

c.        1/Cs   = 1/C2 + 1/C2  + 1/C3

2. SusunanParalel

Rangkaian paralel adalah gabungan dua kapasitor atau lebih dengan kutub-kutub yang sama menyatu seperti gambar di bawah ini

Pada rangkaian ini beda potensial ujung-ujung kapasitor akan sama karena posisinya sama.

Akibatnya muatan yang tersimpan sebanding dengan kapasitornya. Muatan total yang

tersimpan sama dengan jumlah totalnya. Dari keteranganya dapat disimpulkan sifat-sifat

yang dimiliki paralel sebagai berikut :

a.      Q total = Q1 + Q2 + Q3

b.      E = Vtotal = V1 + V2 + V3

c.     Cp   = C1  + C2  + C3

JENIS-JENIS KAPASITOR

Berdasarkan kapasitas dari suatu kapasitor, maka kapasitor dapat dibedakan dalam 2 jenis.

1. Kapasitor Tetap.Kapasitor tetap adalah kapasitor yang memiliki kapasitansi tetap dan tidak dapat diubah-ubah.Pada kategori kapasitor tetap, terdapat 2 jenis kapasitor yang dapat dibedakan berdasarkan polaritas elektrodanya.

a. Kapasitor polar adalah kapasitor yang tidak mempunyai kutub positif maupun negative sehingga dalam penyolderan atau pemasangan kaki-kakinya boleh terbalik. kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil

b. Kapasitor bipolar adalah kapasitor yang mempunyai kutub positif dan negatif sehingga dalam penyolderan atau pemasangan kaki-kakinya tidak boleh terbalik.

2. Kapasitor Tidak Tetap / Kapasitor Variabel Kapasitor tidak tetap atau kapasitor variable adalah kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah atau kapasitansinya dapat diatur sesuai keinginan dengan batas maksimal sesuai yang tertera pada kapasitor tersebut. Contoh suatu kapasitor variabel (Varco/trimerkapasitor) tertulis 100pF maka kapasitansi kapasitor tersebut dapat diatur maksimal 100pF sampai mendekati 0 pF.