Kapasitor

Kapasitor – merupakan salah satu jenis komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk menyimpan elektron-elektron dalam kurung waktu tertentu. Bisa juga dikatakan sebagai komponen elektronika yang banyak digunakan untuk menyimpan muatan listrik.

Bagai para pecinta elektro atau orang yang sudah lama terjun dalam bidang elektronika, komponen ini tentunya sudah tidak asing lagi. Sebab hampir semua perangkat elektronik menggunakan komponen ini sebagai komponen penyimpan arus listrik atau elektron dalam rangkaiannya.

Lantas apa saja sih informasi yang akan saya berikan dalam artikel ini? Untuk kalian yang masih pemula atau ingin belajar tentang elektronika, maka sangat cocok mempelajari artikel ini.

Langsung saja kita masuk penjelasan dibawah ini dimulai dari pengertian kapasitor.

Pengertian Kapasitor

Gambar macam-macam capacitor

Seperti yang sedikit saya jelaskan diatas, bahwa pengertian kapasitor adalah salah satu jenis komponen elektronika pasif yang memiliki fungsi untuk menyimpan arus listrik selama batas waktu tertentu.

Komponen kapasitor ini sering disebut dengan konduktor yang memiliki salah satu sifat yang pasif. Biasanya banyak digunakan dalam membuat rangkaian elektronika dengan kapasitansinya, yakni Farad.

Istilah satuan kapasitor tersebut diambil dari nama dari penemunya sendiri yang bernama Michael Faraday (1791-1867) yang berasal dari negara Inggris.

Akan tetapi, Farad merupakan satuan yang besar, jadi pada umumnya kapasitor yang digunakan dalam peralatan elektronik , yakni satuan Farad yang dikecilkan jadi PikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.

Untuk konversi Satuan Farad, antara lain sebagai berikut:

  1. 1 Farad = 1.000.000µF (mikro Farad)
  2. 1µF = 1.000nF (nano Farad)
  3. 1µF = 1.000.000pF (piko Farad)
  4. 1nF = 1.000pF (piko Farad)

Namun komponen kapasitor ini berbeda dengan akumulator dalam melakukan penyimpanan muatan listrik, khususnya tidak terjadi perubahan kimia pada bahan kapasitor.

Fungsi Kapasitor

Gambar kegunaan dari capacitor

Kapasitor dalam rangkaian perangkat elektronik sangat dibutuhkan dalam sebuah komponen elektronika. Sedangkan fungsi kapasitor sendiri dibagi menjadi 2 kelompok, yakni kapasitor yang tetap dan kapasitor yang memiliki kapasitas berubah-ubah (variable).

Dibawah ini merupakan macam-macam fungsi yang ada di dalam sebuah kapasitor, antara lain:

  • Untuk menyimpan arus dan tegangan listrik sementara waktu.
  • Untuk penyaring atau filter di dalam sebuah rangkaian elektronika, misalnya power suplay atau adaptor.
  • Sebagai penghilang bounching (percikan api), jika dipasang pada saklar.
  • Menjadi kopling antar rangkaian elektronika satu dengan rangkaian elektronika lainnya.
  • Untuk menghemat daya listrik jika dipasang pada lampu neon.
  • Untuk isolator atau penahan arus listrik untuk arus DC atau searah.
  • Menjadi konduktor atau menghantarkan arus listrik untuk arus AC atau bolak-balik.
  • Sebagai perata gelombang tegangan DC pada rangkaian pengubah tegangan AC ke DC (adaptor).
  • Untuk oscilator atau pembangkit gelombang AC (bolak-balik) dan lain-lain.

Jenis-Jenis Kapasitor

Gambar jenis-jenis capacitor

Terdapat beberapa jenis dari kapasitor yang ada di dunia ini, seperti kapasitor elektrolitik, kapasitor elektrostatis, dan kapasitor elektrokimia. Berikut ini penjelasan tentang ketiga jenis kapasitor, antara lain:

1. Kapasitor Elektrolitik

Jenis kapasitor elektrolitik ini merupakan kapasitor yang pembuatannya dapat disebut elektrolisis yang memiliki bentuk kutup posoitif (+) dan kutub negatif (-). Kapasitor jenis elektrolitik ini dibuat dari bahan dasar lapisan metal – oksida.

2. Kapasitor Elektrostatis

Selain elektrolitik, ada juga jenis kapasitor elektrostatis yang dibuat dari bahan keramik, film dan mika.

Namun untuk bahan yang paling banyak digunakan adalah dari bahan keramik dan mika, sebab lebih murah dan mudah diperoleh. Kapasitor ini termasuk kategori jenis non-pilar.

3. Kapasitor Elektrokimia

Jenis kapasitor terakhir adalah elektrokimia yang dibuat dari bahan atau larutan kimia. Komponen ini bisa Anda dapatkan pada perangkat elektronik berupa baterai aki.

Hal ini disebabkan bahwa baterai dan aki mempunyai tingkat kebocoran arus yang sangat kecil, sedangkan kapasitansinya yang cukup besar.

Simbol Kapasitor

Gambar simbol kapasitor

Coba perhatikan gambar yang saya berikan diatas, itu merupakan simbol dan bentuk dari kapasitor dengan masing-masing nama dari komponen tersebut. Pada umumnya, jika kalian pernah memegang atau melihat komponen kapasitor, maka di bentuk fisiknya terdapat gambar putih (-) pada salah satu kaki kapasitor.

Dengan melihat bentuknya saja sudah bisa menebak sisi mana yang menjadi kubu negatif, dan sisi mana yang menjadi kubu positif. Namun jika pada bentuk fisiknya tidak terdapat simbol yang menunjukan sisi negatif dan positif, maka Anda bisa menggunakan alat ukur multimeter untuk mengetahuinya.

Rumus Kapasitor

Gambar rumus capacitor

Coba perhatikan dulu gambar yang saya berikan diatas, maka dari gambar tersebut Anda bisa membuat atau merancang rangkaian menggunakan rumus tersebut.

Pada umumnya rumus kapasitor ini terbagi menjadi beberapa rumus yang digunakan untuk menghitung besarnya muatan listrik, baik yang dihasilkan oleh kapasitor ataupun muatan listrik.

Terdapat beberapa rumus tentang kapasitor dengan rangkaian pararel, rangkaian seri, dan rangkaian kapasitor seri-pararel yang satuan hitungannya adalah farad (F).

Dibawah ini merupakan rumus-rumus yang ada di dalam keping-keping kapasitor yang bermuatan listrik, antara laian:

Rumus Kapasitor:

Q = C.V

Keterangan:

  1. Q = Muatan dengan satuan Coloumb.
  2. C = Kapasitas dengan satuan Farad.
  3. V = Tegangan dengan satuan Volt.

(1 Coloumb = 6,3*1018 Elektron)

Komponen kapasitor juga dapat berguna sebagai baterai apabila tegangan tetap berada di dalam kapasitor walauapun sudah tidak dihubungkan. Sedangkan untuk lamanya tegangan yang tertinggal tergantung pada kapasitas kapasitor itu sendiri.

Rumus Kapasitor Rangkaian Paralel:

Ctotal = C1 + C2 + C3

Kesimpulan dari rumus diatas adalah, di dalam rangkaian kapasitor paralel tidak terjadi sama sekali pembagian untuk tegangan atau muatan listrik.

Oleh sebab itu, semua tegangan akan memiliki jumlah yang sama di setiap titik yang ada pada rangkaian kapasitor paralel tersebut. Hal ini dikarenakan, pada titik yang sama kapasitor paralel tersebut dihubungkan, jadi tidak memiliki perubahan yang cukup berarti.

Rumus Kapasitor Rangkaian Seri:

1/C Total = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

Kesimpulan dari rumus diatas adalah, pada setiap pengukuran kapasitor seri akan terjadi pembagian tegangan dari sumber tegangan ke masing-masing titik.

Pada akhirnya, apabila dilakukan penggabungan dengan cara di jumlahkan berbagai tegangan dari setiap titik, maka akan diketahui sama layaknya jumlah tegangan dari sumber tegangan.

Rumus Kapasitor Rangkaian Seri dan Paralel:

C Total = (C1 + C2) / C3

1/CA = 1/C1 + 1/C2 (Seri)

Kesimpulan dari rumus diatas adalah, rangkaian jenis ini dapat dilakukan penghitungan dengan cara menggabungkan dari beberapa persamaan yang terlihat dari kedua rumus kapasitor tersebut, yakni seri dan paralel.

Oleh sebab itu, Anda bisa mengetahui jumlah keseluruhan dari gabungan antara 2 jenis kapasitor ini.

Rangkaian Pada Kapasitor

Rangakaian kapasitor terbagi menjadi 2 macam, yakni rangkaian seri dan pararel. Untuk cara penghitungannya hampir sama dengan rangkaian seri dan pararel pada resistor.

1. Rangkaian Seri

Gambar rumus seri

Jenis rangkaian seri pada kapasitor adalah rangkaian kapasitor dengan cara mengubungkan kutub tidak sejenis antara kapasitor. Sementara kapasitor pengganti dalam rangkaian seri adalah sebagai berikut:

1Ctotal = 1C1 + 1C2 + 1C3

Qtotal = Q1 = Q2 = Q3

Vtotal = V1 = V2 = V3

Maksud dari rangkaian seri pada kapasitor adalah kapasitor yang disusun dalam satu garis hubung yang tidakbercabang.

Apabila sebuah kapasitor dirangkai secara seri, maka akan bisa ditentukan kapasitor pengganti totoal dari semua kapasitor yang terdapat dalam rangkaian seri tersebut. Untuk rangkaian seri ini memiliki aturan sebagai berikut:

  • Muatan di dalam setiap kapasitor adalah sama dengan jumlah muatan yang berada di kapasitor pengganti.

Qs = Q1 = Q2 = Q3 = Q4

  • Beda potensial  (V)di setiap ujung kapasitor pengganti sama dengan beda potensial yang ada di setiap kapasitor.

Vs = V1 + V2 + V3 + V4

  • Kapasitas kapasitor pengganti ini, dapat Anda cari menggunakan rumus dibawah ini.

Cs = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + 1/C4

  • Untuk (n) buah kapasitor yang kapasitasnya sama, dapat menggunakan rumus berikut ini.

Cs = C/n

Penting! Sebab kapasitas pengganti dari susunan seri berbagai kapasitor selalu lebih kecil dari kapasitas masing-masing. Oleh sebab itu, kapasitor yang disusun secara seri dapat dimanfaatkan untuk memperkecil kapasitas sebuah kapasitor.

2. Rangkaian Pararel

Gambar rangkaian pararel

Jenis rangkaian pararel merupakan suatu rangkaian dari kapasitor dengan menghubungkan kutub sejenis (sama) antara kapasitor.

Untuk kapasitas pengganti pada rangkaian pararel sebagai berikut:

Ctotal = C1 + C2 + C3

Qtotal = Q1 + Q2 + Q3

Vtotal = V1 + V2 + V3

  • Muatan pengganti pada dasarnya sama saja dengan jumlah setiap kapasitor.

Qp = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + dsb…

  • Beda potensial setiap kapasitor bernilai sama semua dengan beda potensial sumber asal atau aslinya.

Vp = V1 + V2 + V3 + V4

  • Kapasitas kapasitor pengganti pada rangkaian paralel pada dasarnya sama dengan jumlah semua kapasitas kapasitor dalam suatu rangkaian tersebut.

Cp = C1 + C2 + C3 + C4

Sebab kapasitas pengganti dari seluruh rangkaian pararel akan selalu lebih besar dari setiap kapasitor dalam rangkaian, maka rangkaian pararel dapat digunakan untuk memperbesar kapasitas kapasitor.

3. Gabungan Rangkaian Seri dan Pararel

Gambar rangkaian seri-pararel

Rangkaian ini merupakan gabungan dari rangkaian seri dan pararel. Sedangkan rumus yang berlaku tetap sama dengan rumus yang berlaku pada kedua jenis rangkaian sebelumnya.

Dalam hal ini, Anda harus bisa memahami ketika mengidentifikasi dari suatu rangkaian gabungan mana yang seri dan mana yang pararel.

4. Rangkaian Energi Kapasitor

Muatan listrik akan mengakibatkan potensial listrik dan untuk memindahkannya maka dibutuhkan usaha listrik.

Oleh sebab itu, untuk memberi muatan pada suatu kapasitor, akan dibutuhkan usaha listrik dan disimpan di dalam kapasitor sebagai bentuk energi.

Pemberian muatan pada kapasitor akan dimulai dari nol hingga mencapai Q (Coulomb). Sedangkan persamaan energi dalam kapasitor bisa ditulis seperti:

W = 12CV2 = 12QV = 12Q2C

Keterangan:

  1. W = Energi kapasitor
  2. Q = Muatan listrik (C)
  3. V = Potensial listrik

Macam-Macam Kapasitor

1. Kapasitor Tetap

Jenis kapasitor tetap merupakan kapasitor yang nilai kapasitasnya tidak bisa mengalami perubahan, dan cenderung nilainya sudah ditetapkan oleh pabrik pembuatnya.

Bentuk fisik dari kapasitor tetap ini sangat beraneka ragam dan berbeda antara satu dengan yang lainnya, tergantung dari bahan dasar pembuatannya.

1. Kapasitor Elektrolit

Elektrolit

Kapasitor elektrolit merupakan jenis kapasitor polar atau memiliki dua buah kutub pada kaki-kakinya.

Biasanya bagian kaki yang panjang berupa kutub positif dan kaki yang pendek atau kaki yang memiliki tanda khusus adalah negatif.

Cara pemasangan kapasitor elektrolit tidak boleh sampai terbalik, khususnya untuk rangkaian arus listrik DC, sementara untuk arus AC tidak menjadi masalah.

Jenis kapasitor ini tidak boleh sampai terkena panas yang berlebihan ketika proses penyolderan. Sebab bahan dasar elektrolit yang ada di dalam kapasitor akan mendidih dan menyebabkan kerusakan.

Kapasitor elektrolit banyak tersedia dengan kapasitas yang cukup besar, paling kecil memiliki kapasitas 0,1 mikroFarad dan yang paling besar adalah 47000 mikroFarad yang biasa digunakan dalam rangkaian power amplifier untuk sound system.

2. Kapasitor Tantalum

Tantalum

Jenis kapasitor ini dibuat dengan bentuk fisik yang cenderung kecil dan warna merah, atau hijau. Sebab memiliki keandalan yang tinggi, jadi harga untuk kapasitor tantalum memang cukup mahal.

3. Kapasitor Keramik

Keramik capcitor

Jenis kapasitor keramik memiliki bentuk fisik dan ukuran yang beragam. Kapasitor keramik ini cukup stabil, oleh sebab itu  banyak digunakan dalam rangkaian perangkat elektronika.

Sedangkan nilai kapitansi kapasitor keramik biasanya dituliskan dalam kode warna. Namun ada juga yang dituliskan langsung di bagian fisik atau badan menggunakan angka.

4. Kapasitor Polyester

Polyster

Jenis kapasitor plastik ini sangat terkenal dalam pemakaiannya dalam bidang elektronika yang dikenal dengan nama kapasitor polyster.

Biasanya kapasitor jenis ini dibuat dengan ukuran kecil dan pipih. Pada dasarnya kapasitor ini tidak memiliki polaritas, oleh sebab itu di dalam penggunaannya tidak akan sulit. Sementara pencantuman kapasitansinya menggunakan kode warna.

5. Kapasitor Film

Film capacitor

Jenis kapasitor film ini dielektrumnya dibuat dari bahan film. Sedangkan besar kapasitasnya akan ditulis menggunakan kode warna berupa gelang dan cara membacanya sama dengan membaca kode warna resistor.

6. Kapasitor Kertas

Kertas capacitor

Jenis kapasitor kertas sekarang ini sudah sangat jarang dan hampir tidak pernah digunakan lagi. Pemasangan kapasitor ini tidak akan menjadi masalah, sebab tidak dilengkapi dengan polaritas.

Besar kapitansi dari kapasitor kertas adalah sekitar 100 pF hingga 6800 pF.

7. Kapasitor Mika

Mika capacitor

Kapasitor mika merupakan komponen generasi pertama dan masih banyak digunakan dalam rangkaian elektronika. Sebab keunggulan yang tinggi dan memiliki sifat stabil dan toleransinya rendah.

Penggunaan dari jenis kapasitor ini biasanya dalam rangkaian elektronik yang berkaitan dengan frekuensi tinggi. Sedangkan untuk besar kapitansinya sekitar 50 hingga 10.000 µF.

2. Kapasitor Tidak Tetap (Variable)

Kapasitor variable merupakan jenis kapasitor yang memiliki nilai kapitansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Terdapat beberapa jenis dari kapasitor yang termasuk variable, antara lain:

1. Kapasito Variabel (Varco)

varco capacitor

Jenis kapasitor variabel varco ini merupakan kapasitor yang lebih besar jika dibandingkan dengan kapasitor tetap. Sesuai dari bentuk fisiknya, maka kapasitor variabel memiliki kapitansi yang besar.

Kapasitor variabel varco ini dibuat pada generasi pertama yang banyak digunakan dalam rangkaian-rangkaian yang besar. Sedangkan kapasitas dari jenis kapasitor ini kurang lebih 1 µF hingga 500 µF.

2. Kapasitor Trimmer

Trimmer

Kapasitor trimmer adalah jenis kapasitor variabel yang sudah dikembangkan dari variabel sebelumnya, yakni memiliki ukuran yang lebih kecil.

Oleh sebab itu, dengan ukuran yang kecil akan membuat kapasitor ini sangat cocok digunakan dalam rangkaian-rangkaian modern saat ini.

Kapasitor trimmer dilengkapi juga dengan preset yakni alat yang digunakan untuk mengatur besaran kapitansi. Sedangkan untuk penyetelannya dapat dilakukan dengan menggunakan obeng.

Bahan pembuatan kapasitor trimmer adalah dari dielektrikum yakni mika atau plastik. Sedangkan besaran kapitansi dari jenis kapasitor ini kurang lebih 5 hingga 30 µF.

3. Kaopasitor Aktif atau CDS

Komponen elektronik berupa kapasitor sekarang ini sudah banyak dikembangkan dan memunculkan jenis kapasitor yang bersifat aktif.

Sifat aktif yang dimaksud disini adalah kapasitor tersebut akan aktif mengalirkan muatan jika terkena cahaya, baik cahaya matahari atau sumber cahaya lainnya.

Jenis komponen ini sangat banyak sekali digunakan sebagai sensor dalam rangkaian lampu taman, alaram atau fungsi sebagai saklar otomatis.

Contoh Soal Kapasitor

Gambar contoh soal kapasitor

Soal:

Terdapat sebuah kapasitor yang memiliki besaran kapasitas sebesar 0,8 µF yang dimuati oleh sebuah baterai dengan kapasitas 20 Volt. Maka cari besar muatan yang tersimpan di dalam kapasitor tersebut.

Jawaban:

Diketahui:

  • C = 0.8 μF sama dengan 8 x 10-7
  • FV = 20 Volt (V)

Ditanya: Berapakah nilai Q?

Jawab:

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

Jadi, jawaban yang tepat dari perhitungan soal diatas berupa besaran muatan pada kapasitor adalah 1.6 x 10-5 coulomb

Akhir Kata

Mungkin hanya itu saja penjelasan yang dapat saya berikan untuk Anda tentang apa itu kapasitor secara lengkap beserta jenisnya. Semoga dengan adanya artikel ini dapat membantu dan menambah pengetahuan Anda dalam bidang elektronika.

Tinggalkan komentar