KAPASITAS KAPASITOR

KAPASITAS KAPASITOR

Di dalam peralatan listrik elektronika, energi umumnya disimpan di dalam sepasang konduktor bermuatan yang dipisahkan oleh lapisan isolator. Alat penyimpan energi tersebut adalah kapasitor. Kapasitor digunakan untuk menyimpan energi dalam waktu yang singkat untuk kemudian dibebaskan kembali dengan cepat.

Kemampuan kapasitor menyimpan energi disebut kapasitas atau kapasitansi, yang dinyatakan dalam satuan farad.

1 farad = 1 coulomb/volt

Satuan lain yang masih lazim digunakan adalah mikrofarad (μF) dan pikofarad (pF). Nilai 1 μF = 10^-6 F dan 1 pF = 10^-12 F. Kapasitor (kondensator) dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf “C”.Kapasitas suatu kapasitor tergantung pada konstruksi fisiknya, yaitu luas keping kapasitor, jarak antara keduanya, dan jenis bahan penyekat (dielektrik) yang digunakan.

Dalam rangkaian listrik, penggunaan kapasitor sangat beragam, diantaranya adalah :

1)      Menyimpan muatan atau energi listrik.

2)      Digunakan dalam rangkaian penala, berfungsi untuk memilih panjang gelombang pada pesawat radio.

3)      Menghindari loncatan listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan jika tiba-tiba arus listrik putus.

4)      Meratakan arus listrik pada rangakaian catu daya (memisahkan arus bolak-balik menjadi arus searah).

5)      Mengontrol frekuensi pada rangkaian osilator.

6)      Penghubung (coupling) dan penyimpang arus (bypass)

Struktur dari sebuah kapasitor itu sendiri terdiri dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, fenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.

Ada beberapa jenis kapasitor yang sering digunakan, yaitu:

1)      Kapasitor kertas, terdiri dari dua lempeng logam yang disekat oleh lembaran kertas minyak sebagai dielektrik. Lempengan itu digulung sehingga berbentuk silinder. Besar kapsitas dari kapasitor kertas biasanya sekitar 0,1 μF. 

2)      Kapasitor elektrolit, terdiri dari lembar aluminium sebagai konduktor dan aluminium oksida sebagai bahan penyekat. Lembar aluminium berfungsi sebagai kutub positif. Besar kapasitas dari kapasitor ini sekitar 100 μF.

 3)      Kapasitor variabel, terdiri dari kumpulan pelat-pelat logam paralel sebagai konduktor dan udara sebagai bahan penyekat. Kumpulan pelat ada yang tetap da nada yang dapat diputar sehingga nilai kapasitasnya dapat diubah. Besar kapasitas dari kapasitor ini mencapai 500 pF. 

Kapasitas Kapasitor Keping Sejajar

Kapasitor terdiri dari dua keping logam yang ruang di antaranya diisi dengan dielektrik, memiliki muatan yang sama tetapi berbeda jenis. Begitu diberi beda potensial V, akan terbentuk medan listrik dan kapasitor mendapat muatan. Semakin besar beda potensial, semakin besar pula muatannya. Kapasitas dari sebuah kapasitor adalah perbandingan antara muatan q, pada tiap keping dengan beda potensial V, diantara kedua keping. C = q/V 

  

Sebuah kapasitor keping sejajar diberi beda potensial V sehingga setiap kapasitor mendapat muatan listrik q, dengan menggunakan hukum Gauss kuat medan listrik E diperoleh dari:

Gambar Rumus 1

Pengaruh dielektrik terhadap Kapasitas Kapasitor

a.       Pengaruh Dielektrik untuk Baterai Tidak Dihubungkan

Karena hubungan dengan baterai diputuskan, maka ketika disisipkan dielektrik, beda potensial antarkeping diperbolehkan berubah, namun muatan yang tersimpan dalam kapasitor adalah tetap. Ini berarti muatan sesudah penyisipan dielektrik  sama dengan muatan sebelum penyisipan dielektrik .

Kapasitas Kapasitor Bola

Bola konduktor dengan radius R₁ dan R₂. Muatan +q diberikan pada bola yang disebelah dalam sehingga pada permukaan bola konduktor yng sebelah luar terjadi muatan induksi –q.potensial V₁ pada bola bagian dalam ditimbulkan oleh muatan +q dan muatan bola bagian luar –q. Adapun potensial V₂ dari bola konduktor bagian luar bernilai nol karena ditanahkan.

“ pail

QUIZ

Pernahkah Ananda memperhatikan komponen-komponen yang ada di dalam alat elektronika? Atau seberapa seringkah kalian men-charge handphone? Pernahkah kalian melihat lampu flash dari kamera?  Baterai handphone, lampu flash kamera adalah contoh penggunaan kapasitor dari kehidupan sehari-hari. Alat-alat elektronik yang ada seperti TV, komputer, Laptop menggunakan kapasitor sebagai komponen penyusunnya?