Kapasitansi Kapasitor

Riverspace.org – Kapasitansi kapasitor adalah kemampuan sistem kerja benda atau komponen (kapasitor) dalam menjalankan penyimpanan arus listrik. Pada dasarnya, semua benda mempunyai sifat-sifat yang berbeda di dalam suatu tingkatan. Misalnya akrab kapasitansi adalah kemampuan badai untuk menyimpan listrik dan melepaskannya menjadi petir.

Akan tetapi, suatu kapasitansi tergantung pada ukuran, bentuk, dan juga komposisi fisik dalam sistem dan orientasi mereka terhadap satu sama lain.

Contohnya seperti kapasitor yang dirangkai secara paralel terdiri dari dua pelat datar identik. Apabila sumber tegangan lainnya terhubung dengan dua pelat seperti yang saya sebutkan sebelumnya, maka arus listrik mengalir dalam waktu singkat dan suatu lempengan akan menerima kelebihan elektron.

Nah, sebenarnya apa sih maksud dari kapasitansi kapasitor itu sendiri? Yuk langsung saja pelajari secara lengkapnya dibawah ini!

Pengertian Kapasitansi Kapasitor

Kapasitansi atau kapasitas kapasitor adalah kemampuan komponen kapasitor untuk melakukan penyimpanan muatan listrik.

Suatu kapasitas atau kapasitansi pada kapasitor diartikan sebagai perbandingan tetap antara muatan Q yang biasanya disimpan dalam kapasitor dengan beda potensial antara kedua konduktornya.

Sedangkan untuk bentuk fisik paling umum dari piranti penyimpanan muatan yakni sebuah kapasitor 2 lempeng/pelat/keping.

Apabila muatan yang terdapat pada lempeng/pelat/ keping ini berupa +Q dan -Q, maka V adalah tegangan listrik antar lempeng/pelat/keping.

Satuan Kapasitansi Kapasitor

Satuan muatan arus listrik berupa Coulomb dan satuan beda potensial listrik adalah Volt. Jadi berdasarkan persamaan kapasitansi diatas, dapat disimpulkan bahwa satuan kapasitansi adalah Coulomb per Volt (C/V) atau yang biasa disebut dengan satuan Farad (F).

Kata Farad sendiri diambil dari nama ilmuwan yang menemukannya, yakni Michael Faraday berasal dari Inggris serta dikemukakan sekitar tahun 1791 hingga 1867.

Jadi dapat diambil rumus mudahnya berupa :

1 Farad = 1 Coulomb/Volt

Misalnya, sebuah komponen kapasitor memiliki nilai 2 Farad, maka artinya kapasitor tersebut dapat atau mampu menyimpan muatan arus listrik sebesar +2 Coulomb pada salah satu pelat konduktor dan -2 Coulomb pada sisi pelat konduktor lainnya.

Maksudnya adalah kedua pelat konduktor memiliki beda potensial sebesar 1 Volt. Apabila suatu baterai mempunyai kapasitas penyimpanan 12 Volt, kemudian dihubungkan ke kapasitor tersebut, maka salah satu pelat konduktor bermuatan listrik sebesar Q = C.V =(2). (12 Volt) =+24 Coulomb.

Sementara, sisi pelat konduktor lainnya memiliki muatan -24 Coulomb, yakni lawan muatan dari positif.

Penting untuk Anda mengetahuinya, apabila Farad yang ada di dalam satuan kapasitansi sangat besar. Maka biasanya akan digunakan satuan lebih kecil yakni mikroFarad atau µF (106 Farad) hingga pikoFarad atau pF (1012 Farad).

Pelajari Juga! Apa Itu Kapasitor

Fungsi dari Sebuah Kapasitor

Terdapat berbagai fungsi yang dapat dilakukan oleh sebuah komponen kapasitor yang perlu Anda ketahui, antara lain adalah:

• Memiliki frekuensi pada radio penerima.
• Dapat menghilangkan bunga api pada sistem pengapian mobil.
• Menyimpan muatan arus dan energi listrik sementara.
• Menjadi filter dalam melakukan suplai daya listrik.
• Memisahkan aliran listrik searah, maksudnya adalah arus searah (DC) tidak akan bisa melewati sebuah kapasitor.

Jenis-Jenis Kapasitor

Jika didasarkan dari bentuknya, komponen kapasitor dapat dibedakan menjadi 3 macam yakni:

• Kapasitor keping sejajar.
• Komponen kapasitor bola.
• Kapasitor silinder.

Namun apabila dilihat dari bahan dasar pembuatan dan fungsi kapasitor, maka kapasitor dapat dibedakan menjadi empat macam, antara lain:

1. Kapasitor Mika

Komponen kapasitor jenis mika sekarang ini sudah sangat jarang sekali digunakan walaupun stabilitasnya baik dan kapasitasnya cukup tinggi, sekitar di angka 1.000 piko Farad (pF).

2. Kapasitor Keramik

Komponen kapasitor yang berbahan dasar keramik banyak digunakan dalam rangkaian aplikasi audio ke RF. Biasanya untuk jenis ini paling umum dan kerap dipakai dalam rangkaian elektronika.

3. Kapasitor Elektrolit

Komponen kapasitor jenis elektrolit adalah kapasitor yang memiliki polaritas dan bisa menghasilkan kapasitansi cukup tinggi, kurang lebih diatas 1 mikroFarad (mF).

Untuk kapasitor elektrolit ini biasanya digunakan untuk rangkaian aplikasi pasokan listrik frekuensi rendah dan aplikasi kopling audio.

4. Kapasitor Tantalum

Komponen kapasitor jenis tantalum sebenarnya tidak jauh berbeda seperti kapasitor elektrolit yang memiliki polaritas dan kapasitansi yang cukup tingggi.

Namun untuk kapasitor jenis ini biasanya sering mengalami meledak jika digunakan bekerja secara terus menerus pada posisi tekanan tinggi.

Terlepas dari keempat jenis kapasitor diatas, sebenarnya masih banyak lagi jenis kapasitor lain, seperti:

1. Kapasitor film.
2. Kapasitor kaca
3. Komponen kapasitor polikarbonat dan lain-lain.

Faktor-Faktor yang mempengaruhi Kapasitansi

Ukuran batas kemampuan gelas untuk menampung air akan ditentukan oleh volume dari gelas itu sendiri. Lantas bagaimana dengan kapasitor? Apakah sama seperti cara menampung gelas yang ditentukan oleh ukuran penyimpanannya itu sendiri.

Coba perhatikan lagi = gambar yang saya berikan diatas, maka disimpulkan sederhananya berupa kapasitor mempunyai dua pelat konduktor yang terpisah oleh jarak tertentu. Sebelum menghubungkannya dengan sumber listrik atau tegangan seperti baterai, maka kedua pelat tidak akan memiliki muatan listrik.

Jika salah satu pelat kaki dihubungkan ke kutub positif baterai dan pelat satunya dihubungkan ke kutub negatif baterai menggunakan kabel.

Maka setelah dihubungkan ke sisi positif baterai, muatan positif pada baterai akan menarik elektron yang bermuatan negatif pada pelat. Jadi elektron akan berpindah ke pelat kapasitor.

Hal tersebut akan mengakibatkan pelat akan kelebihan elektron  dan menjadikan pelat bermuatan negatif.

Proses dari perpindahan elektron diantara pelat dan baterai akan berhenti setelah beda potensial antara kedua pelat sama dengan beda potensial antar kedua kutub baterai.

Terus bagaimana cara supaya muatan listrik pada kedua pelat konduktor bisa bertambah? Atau bagaimana usaha yang harus dikerjakan supaya terjadi perpindahan elektron lagi?

Pada dasarnya, perpindahan elektron hanya terjadi ketika beda potensial listrik diantara kedua kutub baterai lebih besar, apabila dibandingkan beda potensial listrik diantara kedua keping konduktor.

Supaya dapat terjadi perpindahan elektron lagi, maka muatan listrik pada setiap pelat konduktor harus bertambah. Oleh karena itu, baterai yang digunakan harus diganti dengan baterai lain atau sumber tegangan lain yang memiliki beda potensial listrik lebih besar.

Kesimpulannya, apabila semakin besar muatan listrik yang sebelumnya tersimpan pada setiap pelat konduktor. Maka akan semakin besar juga beda potensial listrik antara kedua pelat konduktor tersebut.

Pelajari Juga! Cara Membaca Kapasitor

Rumus Kapasitor

Komponen elektronik berupa kapasitor apabila dilihat dari bentuk fisiknya dapat dibedakan menjadi 3 macam, yakni kapasitas kapasitor, kapasitor bola dan kapasitor keping sejajar.

Berikut ini adalah penjelasan dari ketiga bentuk kapasitor beserta rumusnya.

1. Rumus Kapasitas Kapasitor

Komponen kapasitas kapasitor adalah kemampuan kapasitor yang dapat menyimpan suatu arus listrik. Bisa juga diartikan sebagai suatu perbandingan tetap antara muatan Q yang disimpan di dalam kapasitor dengan beda potensial antara kedua konduktornya.

Rumus dari kapasitansi kapasitor adalah : C =Q/V

Keterangan:

• C = Kapasitas Kapasitor (satuan Farad).
• Q = Muatan listrik yang tersimpan (Coulomb).
• V = Beda potensial kedua ujungnya (Volt).

Sedangkan nilai kapasitansi kapasitor juga tidak selalu bergantung pada nilai Q dan V. Hal ini disebabkan oleh besaran nilai kapasitansi suatu kapasitor tergantung dari pada bentuk posisi dan ukuran dari kedua keping dan jenis materi pemisahnya (insulator).

2. Rumus Kapasitor Bentuk Bola

Untuk rumus kapasitansi kapasitor dalam bentuk bola ini digunakan untuk mencari dan menghitung kapasitor dan besarannya. Kapasitor dalam bentuk bola biasanya memiliki kapasaitas yang bisa kamu hitung menggunakan rumus berikut ini.

C = 4.π .ε₀.R

Keterangan:

• C = Kapasitas kapastiro (Farad)
• ε₀ = Permitivitas ruang hampa = 8,85.10-12 C2/N.m2

3. Rumus Kapasitor Keping Sejajar

Jenis kapasitor keping sejajar merupakan suatu kapasitor yang terdiri dari 2 buah keping konduktor yang memiliki luas yang sama, serta dirangkai secara sejajar. Untuk rumus jenis kapasitor ini bisa Anda perhatikan dibawah ini.

C = ε0 A/d

Keterangan:

• C = Kapasitas kapasitor (Farad)
• ε0 = Permitivitas ruang hampa = 8,85.10-12 C2/N.m2
• A = Luas penampang masing-masing keping (m2)
• d = Jarak antar keping

Rumus keping kapasitor sejajar yang saya berikan di atas biasanya digunakan jika antara keping itu berisi udara. Namun apabila antara keping tersebut diisi oleh medium elektrik lain seperti keramik, porselen dan mika yang memiliki Koefisien Dielektrik, maka menggunakan rumus dibawah ini:

C = ε₀.K.(A/d)

C = ε.A/d

dimana, ε = ε₀.K

Contoh Soal Kapasitansi Kapasitor

Soal 1:

Terdapat sebuah kapasitor dengan memiliki besaran kapasitas 0,8 µF yang dialiri  oleh sebuah baterai berkapasitas 20 Volt. Maka hitunglah muatan yang disimpan di dalam kapasitor tersebut?

Diketahui:

• C = 0.8 μF sama dengan 8 x 10^-7 F
• V = 20 Volt

Maka ditanya: Berapakah nilai Q?

Jawab:

• C = Q/V sehingga Q = C.V
• Q = 8 x 10^-7 x 20
• Q = 1.6 x 10^-5 coulomb

Maka, nilai muatan yang disimpan di dalam kapasitor tersebut ialah 1.6 X 10⁵  Coulomb.

Soal 2:

Ada suatu kapasitor keping sejajar yang memiliki luas di setiap kepingnya sebesar 2000 cm² dan dipisahkan sejauh 2 centimeter antara satu dengan lain. Maka hitunglah nilai dari kapasitas dari kapasitor tersebut?

Jawab:

• C = 8,85.10^-12 . (0,2./0,002)
• C = 8,85.10^-12 x 100
• C = 8,85.10^-10 farad

Pelajari Juga! Pengering Mesin Cuci Tidak Berputar

Akhir Kata

Mungkin hanya itu saja berbagai penjelasan yang dapat saya berikan tentang apa itu kapasitansi kapasitor untuk Anda. Semoga dengan adanya artikel ini dapat membantu dan menambah pengetahuan Anda dalam memahami komponen-komponen elektronika.