Kapasitor merupakan alat yang digunakan untuk menyimpan muatan atau energi listrik. Kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan listrik dinyatakan dalam sebuah besaran yang disebut kapasitas dengan satuan farad (F).1. Kapasitas Kapasitor Kemampuan suatu kapasitor untuk memperoleh dan menympan muatan listrik disebut kapasitas atau kapasitansi. Satuan kapasitas kapasitor adalah farad (F). Kapasitas suatu kapasitor didefinisikan sebagai perbandingan tetap antara muatan (q) yang tersimpan dalam kapasitor dan beda potensial antara kedua konduktornya (V).Secara matematis :

Dengan :C= kapasitas kapasitor (F)q= muatan yang tersimpan dalam kapasitor (C)V= beda potensial antara kedua konduktor (V)Dari persamaan di atas dapat dikatakan bahwa suatu kapasitor memiliki kapasitansi satu farad apabila beda potensial sebesar satu volt menghasilkan muatan sebesar satu coulomb pada kapasitor tersebut.

2. Pelat Positif+++++++-------dPelat NegatifVKapasitor Pelat Paralel

Kapasitas kapasitor pelat paralel dapat diturunkan berdasarkan persamaan :

Dengan :C= kapasitas kapasitor pelat paralel (F)= permitivitas ruang hampa/vakum = 8,85 x 10-12 C2/Nm2 A = luas setiap pelat (m2)d = jarak pisah kedua pelat (m)

3. Kapasitor Seri Paralela) Susunan Seri KapasitorTujuan susunan seri kapasitor adalah untuk memperkecil kapasitas kapasitor. Berikut gambar rangkaian kapasitor seri.

V1V2V3Vtotal-+- +-+C1C2C3

Pada rangkaian seri, muatan pada masing-masing kapasitor adalah sama yaitu sama dengan muatan pada kapasitor pengganti :qtot = q1 = q2 = q3Beda potensial pada ujung-ujung kapasitor pengganti sama dengan jumlah beda potensial ujung-ujung masing-masing kapasitor :Vtot = V1 + V2 + V3Gabungan dari kedua persamaan di atas dengan persamaan 1 menghasilkan :Vtot = V1 + V2 + V3

Sehingga pada rangkaian seri sejumlah kapasitor pada keadaan setimbang berlaku :

b) Susunan Paralel KapasitorTujuan penyusunan kapasitor secara paralel adalah untuk memperbesar kapasitas kapasitor. Berikut gambar susunan paralel kapasitor.

V

Pada susunan paralel, beda potensial ujung-ujung masing-masing kapasitor adalah sama, yaitu sama dengan beda potensial sumber tegangan :Vtot = V1 = V2 = V3Muatan kapasitor pengganti sama dengan jumlah muatan setiap kapasitor :qtot = q1 + q2 + q3Gabungan kedua persamaan di atas dengan persamaan 1 menghasilkan :

Sehingga pada susunan paralel sejumlah keadaan setimbang berlaku :

+ ... Vtot = V1 = V2 = V3 = ... ...persamaan 4

4. CEnergi Kapasitor Bermuatan

VQ

Misalkan sebuah kapasitor yang kapasitasnya C diberi beda potensial sebesar V sehingga tersimpan muatan sebesar Q. Maka pada kapasitor tersebut tersimpan energi elektrostatistik yang besarnya dinyatakan sebagai berikut :

Berikut bentuk-bentuk lain dari persamaan di atas dengan melakukan substitusi sebagai berikut :

atau

Dengan :W = energi yang tersimpan dalam kapasitor (joule)Q = muatan yang tersimpan dalam kapasitor (coulomb)C = kapasitas kapasitor (farad)V = tegangan kapasitor (volt)Energi yang tersimpan ini berasal dari usaha yang dilakukan untuk menyimpan muatan sebesar Q.

5. Efek DielektrikDielektrik adalah bahan isolator yang memisahkan kedua pelat pada suatu kapasitor pelat paralel atau sejajar. Kapasitas suatu kapasitor bergantung pada bahan dielektrik yang digunakan. Kapasitor yang menggunakan dielektrik kaca, mika atau karet akan memiliki kapasitas yang lebih besar dibandingkan dengan kapasitor lain yang berukuran sama tetapi menggunakan udara sebagai dielektriknya.

Efisiensi relatif suatu bahan sebagai dielektrik ditunjukkan oleh konstanta dielektrik (k) dan permitivitas bahan. Konstanta dielektrik suatu bahan didefinisikan sebagai perbandingan antara kapasitas kapasitor pelat sejajar yang menggunakan dielektrik dari bahan tersebut dengan kapasitor pelat sejajar yang menggunakan udara sebagai dielektriknya.Secara matematis :

Dengan :k = konstanta dielektrik = = permitivitas relatif bahan = rC = kapasitas kapasitor yang menggunakan dielektrik dari bahan tertentu (F)C = kapasitas kapasitor yang menggunakan dielektrik dari udara (F)

Bahank (r)

Udara1

Kertas2

Minyak2,1

Karet3

Mika4,5 7,5

Kaca5,0 10,0

Porselen6,0

Air8,0

Teplon2,1

Apabila diantara kedua pelat paralel atau sejajar disisipkan bahan dielektrik dengan permitivitas bahan maka persamaan harus diubah menjadi :

Dengan :