Bulan: Juli 2019

Kapasitor adalah sebuah perangkat elektronika yang memiliki kemampuan untuk menyimpan muatan listrik. Sebuah kapasitor terdiri atas dua pelat konduktor yang umumnya terbuat dari logam dan ruang di antaranya diisi oleh dielektrik (penyekat), misalnya udara atau kertas. Kapasitor biasanya disebut dengan sebutan kondensator yang merupakan komponen listrik dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik.

Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik dinyatakan oleh besaran kapasitas atau (kapasitansi). Satuan SI dari kapasitas adalah Farad(F), namun ukuran kapasitas kapasitor yang umumnya digunakan dalam peralatan elektronika dinyatakan dalam microfarad (µF), nanofarad (nF), dan pikofarad (pf).

1 µF = 10^-6 F ; 1 nF = 10^-9 F ; 1 pF = 10^-2 F

Berikut simbol yang digunakan untuk menampilkan sebuah kapasitor dalam suatu rangkaian listrik

Prinsip kerja kapasitor pada umumnya hampir sama dengan resistor yang juga termasuk ke dalam komponen pasif. Komponen pasif adalah jenis komponen yang bekerja tanpa memerlukan sumber arus.

macam-macam kegunaan kapasitor:

1. sebagai pembangkit frekuensi pada rangkaian antena.
2. sebagai filter atau penyaring, biasanya digunakan pada sistem radio, televisi, amplifier, dll.
3. sebagai penyimpan arus atau tegangan dalam rangkaian listrik.
4. sebagai filter (penyaring) dalam rangkaian power supply (Catu Daya).
5. sebagai pemilih gelombang frekuensi.

Jenis-jenis kapasitor :

jenis-jenis kapasitor terbagi menjadi tiga, yaitu:

1. Kapasitor Nilai Tetap (Fixed Capacitor), yaitu kapasitor yang nilai kapasitasnya tidak berubah-ubah atau tetap. diantaranya:
   • Kapasitor Kertas, berfungsi sebagai penyekat di antara kedua pelat. Kapasitor jenis ini memiliki kapasitas 0,1 µF.
   • Kapasitor Keramik, mempunyai kapasitas mulai dari beberapa piko Farad sampai dengan ratusan nano Farad (nF).
   • Kapasitor Polyester, bentuknya persegi biasanya mempunyai warna merah, hijau, coklat, dsb.
   • Kapasitor Mika, kapasitor ini sering disebut juga kapasitor padder, nilai kapasitasnya ada yang tertulis langsung dan ada yang menggunakan kode.
2. Kapasitor Variable, kapasitor yang nilai kapasitasnya dapat diatur atau dapat berubah-ubah. Diantaranya:
   • VARCO (Variable Condensator), mempunyai kapasitas maksimum sekitar 100 pF (pikoFarad) sampai 500 pF.
   • Trimmer, mempunyai kapasitas di bawah 100 pF (pikoFarad).
3. Kapasitor Elektrolit, biasanya berbentuk tabung, mempunyai dua kutub kaki berpolaritas positif dan negatif, ditandai oleh kaki yang panjang positif sedangkan yang pendek negatif atau yang dekat tanda minus ( – ) adalah kaki negatif. Nilai kapasitasnya dari 0,47 µF (mikroFarad) sampai ribuan mikroFarad.

Kapasitansi

Kapasitansi atau kapasitas didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron atau ukuran jumlah listrik yang disimpan (atau dipisahkan) untuk sebuah potensial listrik yang telah ditentukan. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian, Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. secara matematis dapat dtulis sebagai berikut :

Q = muatan elektron (C = Coulomb)

C = nilai kapasitansi (F = Farad)

V = beda potensial (V = Volt)

Kuat medan listrik di suatu titik dalam medan listrik didefinisikan sebagai gaya per satuan muatan listrik di titik tersebut. Kuat medan listrik dinyatakan dengan lambang E. Kuat medan listrik dipengaruhi oleh besarnya muatan sumber dan jarak benda (muatan yang diuji). Kuat medan listrik di rumuskan sebagai besarnya gaya Coulomb untuk setiap satuan muatan. Kuat medan listrik merupakan besaran vektor dengan satuan SI, yaitu N/C. Secara matematis rumus kuat medan listrik yaitu:

keterangan:

E = Kuat Medan listrik (N/C)

F = Gaya Coulomb (F)

q = Muatan Uji (C)

Arah kuat medan listrik yang dialami muatan uji bergantung pada jenis muatan uji dan muatan sumber. Apabila positif dan negatif maka akan tarik menarik namun jika jenis muatannya sama akan tolak menolak.

Medan listrik pada suatu titik yang berjarak 𝑟 dari suatu muatan menunjukkan bahwa besarnya kuat medan listrik berbanding lurus dengan besar muatan sumbernya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar muatan dengan titik yang ditinjau.

Jika diketahui rumus gaya Coulomb antara muatan sumber Q dengan muatan uji q adalah:

maka rumus Kuat medan listrik menjadi sebagai berikut:

keterangan:

E = Kuat medan listrik (N/C)

k = konstanta Coulomb ( 9 x 10⁹ Nm² /C²)

r = Jarak antara muatan sumber dengan muatan uji (m)

Medan listrik didefinisikan sebagai ruang di sekitar suatu muatan listrik sumber dengan muatan listrik lainnya dalam ruang ini akan mengalami gaya listrik atau gaya Coulomb. Keberadaan medan listrik tidak terlepas dari keberadaan muatan listrik dengan kata lain medan listrik ditimbulkan oleh muatan listrik dan mempengaruhi ruang disekitar muatan listrik, pengaruh medan listrik hanya dapat dirasakan oleh muatan listrik lainnya.

Medan listrik termasuk medan vektor, sehingga untuk menyatakan arah medan listrik dinyatakan sama dengan arah gaya yang dialami oleh muatan positif jika berada dalam sembarang tempat di dalam medan tersebut.

Telah diketahui terdapat dua jenis muatan yaitu muatan positif dan negatif. Setiap jenis muatan memiliki arah garis medan dan jenis interaksi yang berbeda dengan muatan lain. Untuk muatan positif arah garis medannya menjauhi muatan. Sedangkan muatan negatif arah garis medannya digambarkan menuju ke muatan.

Untuk menggambarkan medan listrik digunakan dengan garis-garis gaya listrik seperti yang ada di bawah berikut. Garis-garis gaya listrik digambarkan sebagai lintasan tempuh muatan listrik positif menuju muatan listrik negatif. Sehingga, garis gaya listrik tidak mungkin berpotongan, sebab garis gaya listrik merupakan garis khayal yang berawal dari benda bermuatan positif dan akan berakhir di benda yang bermuatan negatif.

Adapun medan listrik dapat menyebabkan muatan lain dalam medan listrik mengalami gaya tarik atau gaya tolak, bergantung pada apakah muatan sumber sejenis atau tak sejenis dengan muatan lain.

Tentu Anda sudah tahu bahwa muatan listrik terdiri dari muatan positif dan negatif, muatan tersebut dapat menghasilkan gaya. Gaya yang menjelaskan tentang interaksi antar muatan listrik disebut Hukum Coulomb.

Besar gaya listrik antara dua benda bermuatan listrik diselidiki oleh fisikawan Perancis bernama Charles Coulomb pada tahun 1785. Dari percobaannya, Coulomb berhasil menemukan Hukum Coulomb, yaitu sebagai berikut.

“Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua muatan listrik adalah sebanding dengan perkalian kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut.”

Sehingga dapat ditulis persamaan sebagai berikut.

keterangan:

q1, q2 = muatan masing-masing partikel (Coulomb = C)

r = jarak antar kedua muatan (m)

k = konstanta Coulomb

F = gaya listrik tarik-menarik atau tolak menolak atau gaya Coulomb (N)

Perhatikan bahwa garis kerja gaya listrik terletak pada garis hubung kedua muatan listrik (muatan listrik dianggap sebagai muatan titik). Jika medium tempat muatan-muatan berada adalah vakum atau udara, nilai ε = ε₀

Jika kedua muatan berada dalam medium selain vakum atau udara, permitivitas medium ε dihitung dengan persamaan berikut.

ε =ε_rε₀

dengan permitivitas relatif atau tetapan dielektrik. Nilai ε_r untuk ruang hampa atau udara adalah 1 sehingga nilai ε_r untuk medium lainnya jelas lebih besar dari 1.