Kapasitor

kapasitor

Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang mempunyai sifat-sifat :

  • Dapat menyimpan muatan
  • Dapat menahan arus searah (DC).
  • Dapat melewatkan arus bolak-balik (AC).

Dalam pemakaian, kapasitor dapat diisi muatan dan dikosongkan kembali yang sangat tergantung pada sirkuit yang memakainya.

  • Konstruksi

Pada gambar berikut ini diperlihatkan bahwa kapasitor terbuat dari 2 (dua) buah plat. Plat konduktor tersebut dibuat sejajar dan dipisahkan oleh bahan dielektrika.

konstruksi kapasitor

Yang dimaksud bahan dielektrika adalah bahan yang mempunyai kemampuan menerima medan listrik. Bahan dielektrika tersebut mempunyai faktor dielektrika atau permitivitas yang berlainan dengan satuan farad/meter. Contoh-contoh bahan dilelektrika adalah sebagai berikut:

tabel bahan dielektrik

Adapun yang dimaksud dengan permitivitas (Er) adalah suatu konstanta pembanding antara permitivitas suatu bahan dielektrika dengan permitivitas ruang hampa udara. Besarnya permitivitas ruang hampa udara adalah:

                           εo = 8.854 x 10 -12 farad/meter

Adapun fungsi bahan dielektrika tersebut adalah untuk:

  • Memisahkan kedua plat secara mekanis sehingga jaraknya sangat dekat tetapi bersinggungan
  • Memperbesarkemampuan kedua plat dalam menerima
  • Memperbesarnilai k

Prinsip kerja kapasitor dapat dijelaskan sebagai berikut :

  • Charge : Sumber atau battery akan menolak elektron-elektron ke salah satu plat dan menarik elektrondari plat yang lainya

charging kapasitor

  • Discharge: Elektron-elektron yang terkumpul pada salah satu plat akan bergerak untuk mengisi elektron yang hilang pada plat yang lainnya.

pengosongan kapasitor

Kapasitas Kapasitor

Yang dimaksud dengan kapasitas kapasitor adalah kemampuan suatu kapasitor didalam menyimpan muatan listrik. Pada dasarnya kapasitas kapasitor tergantung dari beberapa faktor, yaitu:

  • Bahandielektrika yang
  • Jarakantara kedua plat
  • Luaspenampang plat

Dengan demikian, pada bahan dielektrika yang sama, bila luas penampang plat makin besar, berarti makin besar kemampuan kapasitor menyimpan muatan listrik. Sebaliknya bila jarak antara kedua plat semakin jauh maka kapasitas kapasito rakan semakin kecil. Rumus kapasitansi dari suatu kapasitor dapat dituliskan sebagai berikut :

                                     C =Eo.Er. A/d

Dimana: C = Kapasitansi dalam Farad ( F ).

Eo = Permitivitas ruang hampa udara ( 8.854 x 10 -12 F/m ).

Er = Permitivitas relatif bahan dielektrika.

A = Luas penampang plat ( m2 ).

d = Jarak antara kedua plat ( m ).

Selanjutnya sebuah kapasitor dikatakan mempunyai kapasitas 1 Farrad bila diberitegangan 1 volt dapat menyimpan muatan sebesar 1 coulomb ( 6.28 x 1018 elektron ). Adapun untuk kapasitor yang mempunyai jumlah plat lebih dari dua (umumnya digunakan untuk kapasitor variable), bila n adalah jumlah plat,maka:

                                       Luas efektif = ( n  1 ) A

Sehingga :

                                      C = Eo . Er ( n  1 ) A/d

 

Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

Untuk menjelaskan pengisian dan pengosongan kapasitor dapat dipergunakan gambar berikut ini:

pengisian dan pengosongan kapasitor

Pada saat switchs dihubungkan keposisi 1, maka arus akan mengalir dari battery, switch S, hambatan R dan capasitor C. Perbedaannya potensial pada kapasitor akan mulai naik bersamaan dengan menurunnya arus, sedemikian rupa sehingga saat perbedaan potensial pada kapasitor maksimum, arus akan berhenti. Hal ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :

grafik arus dan tegangan kapasitor

Selanjutnya setelah perbedaan potensial pada kapasitor maksimum, switch S dihubungkan keposisi 2, terjadilah proses pengosongan kapasitor. Perhatikan bahwa arus yang mengalir adalah berlawanan arah dengan arus saat pengisian. Kapasitor akan mengeluarkan energi yang disimpannya dan kemudian disisipkan kehambatan R. Tegangan pada kapasitor akan menurun dan arus pada hambatan R pun akan  menurun  hingga tegangan pada kapasitor nol dan arus pun berhenti mengalir seperti dijelaskan pada gambar berikut ini:

grafik arus dan tegangan pengosongan kapasitor

Didalam penyelidikan, ternyata waktu yang diperlukan untuk pengisian kapasitor tergantung dari besarnya kapasitansi kapasitor dan hambatan yang dipasang secara serie dengan kapasitasnya.

Hubungan serie dan parallel pada kapasitor

  • Hubungan serie

Pada hubungan serie harga kapasitor dapat diperoleh dengan cara sama seperti memperoleh tahandan total dari tahanan yang dihubungkan parallel.

rangkaian seri kapasitor

Pada contoh gambar diatas, maka:          1/Ct = 1/C1 + 1/C2

= 1/1000 + 1/1000

= 2/1000

Ct = 1000/2 = 500 µF

  • Hubungan parallel

Pada hubungan parallel adalah: harga total dari kapasitansi pengganti dari beberapa kapasitor diperoleh dengan cara sama seperti memperoleh tahanan total pada rangkaian serie.

rangkaian paralel kapasitor

Pada contoh gambar diatas, maka:                Ct = C1 + C2

= 1000 + 1000

= 2000 µF

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *