Pengertian Kapasitor - Apa Itu Kapasitor / Kondensator (Lengkap Dari A-Z)

KAPASITOR / KONDENSATOR

Kapasitor atau biasa juga disebut sebagai Kondensator digunakan hampir disetiap bidang yang berhubungan dengan elektronik, dan tetapi dengan fungsi dan tugas yang berbeda-beda.

Meskipun pada prinsip kerjanya, kapasitor bekerja dengan cara yang sama apa pun aplikasi atau penggunaan kapasitor, ada beberapa kegunaan berbeda untuk kapasitor di sirkuit.

Meskipun Prinsip kerjanya sama tetapi penggunaannya akan berbeda tergantung pada sirkuit elektroniknya, berbagai bentuk kapasitor dapat digunakan untuk menyediakan berbagai fungsi sirkuit yang berbeda.

Pengertian Kapasitor / Kondensator 

Secara singkat kapasitor dapat dikatakan sebagai sebuah komponen elektronik yang memiliki kapasitas atau kemampuan untuk menyimpan muatan listrik yang menghasilkan beda potensial (statis voltage) di kedua platnya, kapasitor seperti halnya baterai kecil isi ulang.

Kapasitor sendiri terbuat dari 2 konduktor dekat (biasanya pelat) yang dipisahkan (2 plat tidak saling terhubung atau bersentuhan) oleh udara atau bahan dielektrik seperti mika, keramik, kertas lilin, plastik atau bahan gel.

Pelat tersebut akan menumpuk muatan listrik ketika terhubung ke catu daya (sumber daya). Satu lempeng mengakumulasi muatan positif dan satu lempeng lainnya akan mengakumulasi muatan negatif.

Ada berbagai jenis kapasitor tergantug dari inti kapasitor penyusunnya dimulai dari kapasitor ukuran kecil hingga yang besar tetapi prinsip kerjanya sama yaitu menyimpan daya.

Prinsip Kerja Kapasitor / Kondensator

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, pada bagian dalam kapasitor terminal akan terhubung ke 2 plat logam yang dipisahkan oleh bahan konduktif atau dielektrik.

Sebenarnya kamu bisa membuat sendiri sebuah kapasitor dari dengan menyediakan 2 lembar aluminium foil dan selembar kertas, meskipun akan menghasilkan kapasitor yang jelek tetapi tetap dapat berfungsi.

Secara teori, dielektrik dapat berupa bahan non-konduktif. Tetapi pada aplikasinya bahan dielektrik disesuaikan dengan akan digunakan untuk apa kapasitor tersebut.

Beberapa bahan non-konduktif yang umumnya  banyak digunakan seperti keramik, Mika, porselen, selulosa,  Mylar, Teflon dan bahkan udara.

Karena adanya lapisan isolasi tersebut, maka arus DC tidak akan dapat mengalir melalui kapasitor sehingga tegangan akan berada di seluruh plat dalam bentuk muatan listrik.

Adapun plat logam pada kapasitor dapat berbentuk persegi panjang, persegi, bundar atau silinder dimana bentuk ukuran serta kontruksi kapasitor disesuaikan dengan penggunaanya.

Pada penggunaan kapasitor dalam rangkaian DC atau arus searah maka arus tidak akan melewati kapasitor karena adanya bahan dielektrik sehingga kapasitor akan mengisi daya sebaliknya pada rangkaian AC atau arus bolak-balik, arus akan melewati kapasitor dengan sedikit atau tanpa hambatan.

Ada dua jenis muatan listrik, pada muatan positif berbentuk Proton sedangkan muatan negatif berbentuk Elektron. Ketika tegangan DC dialirkan ke kapasitor, maka muatan positif (+ve) dengan cepat terkumpul atau terakumulasi pada satu pelat sebaliknya pada muatan negatif (-ve) akan bertumpuk di pelat lainnya.

Untuk setiap partikel yang terisi muatan +ve di satu plat muatan dengan tanda yang sama akan menuju pelat -ve.

Maka plat akan berada pada posisi netral yang mana akan menghasilkan beda potensial, ketika kapasitor mencapai steady state, arus listrik tidak akan dapat mengalir ke kapasitor.

Aliran elektron yang mengalir ke plat disebut kapasitor Charging Current yang terus mengalir sampai tegangan melintasi ke 2 plat maka kapasitor sama dengan tegangan  yang diberikan Vc. Pada kondisi ini, kapasitor dapat kita katakan telah terisi penuh dengan elektron.

Kecepatan pengisian arus ini didasarkan pada nilai maksimumnya ketika pelat telah terisi sempurna atau benar-benar habis (kondisi awal) maka secara perlahan-lahan mengurangi nilainya menjadi nol dikarenakan pelat hanya mengisi hingga beda potensial yang melintasi pelat kapasitor sama dengan tegangan sumber.

Adapun bersarnya beda potensial pada kapasitor tergantung pada seberapa banyak muatan yang diendapkan ke pelat yang berasal dari tegangan sumber (catu daya) dan juga oleh seberapa besar kapasitansi yang dimiliki oleh kapasitor tersebut,perhatikan gambar dibawah

Kapasitor plat paralel merupakan bentuk paling sederhana dari kapasitor. yang mana dapat dibuat dengan menggunakan dua plat logam atau lembaran logam dengan jarak yang sejajar satu sama lain, dengan nilai kapasitansi dalam Farad (F), dimana luas permukaan serta jarak antar plat dapat diatur.

Mengubah dua nilai-nilai ini mengubah nilai kapasitansi dan ini membentuk dasar operasi dari nilai kapasitor.

Karena kapasitor menyimpan energi elektron dalam bentuk muatan listrik pada plat, maka apabila luas permukaan plat semakin besar atau semakin kecil jarak antar plat, maka muatan yang dimiliki kapasitor akan semakin besar untuk setiap tegangan pada platnya.

Dengan kata lain, pelat lebih besar, jarak lebih kecil, maka kapasitansi lebih banyak.

Berdasarkan tegangan pada kapasitor dan jumlah muatan pada plat, rasio muatan Q ke tegangan V akan memberikan nilai kapasitansi kapasitor dan oleh karena itu dirumuskan sebagai:

C = Q / V persamaan ini juga dapat diatur untuk memberikan formula yang dikenal untuk jumlah muatan pada pelat sebagai: Q = C x V

Perlu dicatat!, walaupun  telah dijelaskan sebelumnya bahwa muatan disimpan pada plat kapasitor, tetapi pada konsepnya atau lebih tepatnya bahwa energi dalam muatan disimpan dalam "medan elektrostatik" antara dua pelat.

Ketika arus listrik mengalir ke kapasitor, maka akan terisi arus, sehingga medan elektrostatik menjadi lebih kuat karena menyimpan lebih banyak energi di antara pelat.

Sebaliknya, ketika arus mengalir keluar dari kapasitor, maka beda potensial antara dua pelat  akan berkurang sehinga  medan elektrostatik akan berkurang ketika energi bergerak keluar dari pelat.

Adapun kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan pada platnya dalam bentuk medan elektrostatik disebut Kapasitansi Kapasitor.

Kapasitansi Kapasitor / Kondensator

Kapasitansi kapasitor adalah ukuran kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan listrik pada kedua lempengnya dengan satuan Farad (disingkat F) dinamai sesuai dengan penemunya yakni seorang fisikawan Inggris Michael Faraday.

Kapasitansi diartikan sebagai kapasitor yang memiliki kapasitansi 1 Farad ketika muatan 1 Coulomb disimpan pada plat dengan voltase 1 volt. Perlu diperhatikan bahwa kapasitansi "C" selalu bernilai positif dan tidak memiliki nilai negatif. 

Tetapi, karena Farad adalah satuan pengukuran yang sangat besar dibuatlah sub-kelipatan dari Farad  yang umumnya digunakan seperti mikro-farad, nano-farad dan pico-farad, misalnya.

Standar Pengukuran Kapasitansi

• Microfarad  (μF)   1μF = 1/1,000,000 = 0.000001 = 10-6 F
• Nanofarad  (nF)   1nF = 1/1,000,000,000 = 0.000000001 = 10-9 F
• Picofarad  (pF)   1pF = 1/1,000,000,000,000 = 0.000000000001 = 10-12 

Berdasarkan informasi diatas maka kita dapat menyusunnya menjadi lebih sederhana menggunakan sebuah tabel konversi dari pico-Farad (pF) ke nano-Farad (nF), ke Mikro-Farad (μF), dan Farad (F)

Berikut ini rumus umum Kapasitansi Kapasitor



Disamping rumus umum kapasitansi kapasitor diatas, ada juga rumus kapasitasi lainnya berdasarkan bentuk kepingnya yaitu rumus kapasitor keping sejajar, rumus kapasitor bola, rumus kapasitor silinder (cont), rumus beda tegangan, serta rumus rangkaian kapasitor paralel dan seri.

Baca selengkapnya : Kumpulan Rumus Kapasitor

Fungsi Kapasitor / Penggunaan Kapasitor

Fungsi utama sebuah kapasitor tentu saja adalah menyimpan muatan listrik, meskipun begitu bukan berarti kapasitor hanya dijadikan sebagai seperti baterai kecil isi ulang saja. Salah satu poin penting dalam penggunaan kapasitor adalah bahan dielektrik-nya.

Dielektrik akan menentukan jenis kapasitor itu serta akan digunakan untuk apa kapasitor tersebut, disamping ukuran serta jenis dielektrik-nya, ada beberapa kapasitor juga lebih baik digunakan pada penggunaan frekuensi tinggi, sementara beberapa kapasitor lainnya lebih baik untuk aplikasi tegangan tinggi.

Kapasitor dapat dibuat untuk berbagai keperluan, contohnya seperti kapasitor plastik terkecil yang ada di kalkulator Anda, hingga kapasitor ultra (Super besar) yang dapat mampu menggerakkan bus komuter.

Badan antariksa NASA bahkan menggunakan kapasitor kaca untuk membantu mereka membangun sirkuit pesawat ulang-alik serta menyebarkan wahana antariksa.

Berikut adalah beberapa fungsi kapasitor berdasarkan bahan dielektrik-nya dan cara penggunaannya.

• Udara - Sering digunakan pada sirkuit penyetelan radio

• Mylar - Paling umum digunakan untuk sirkuit timer seperti alarm, jam dan penghitung

• Kaca - Baik diaplikasikan pada tegangan tinggi

• Keramik - Digunakan untuk keperluan frekuensi tinggi seperti antena, mesin sinar-X dan MRI

• Super kapasitor - Memberi kekuatan pada mobil listrik dan hybrid

Baca Juga : Pengertian Kapasitor Bank, Jenis & Fungsinya

Disamping itu Kapasitor juga digunakan dalam berbagai keperluan elektronik, seperti

• Terkadang, kapasitor digunakan untuk menyimpan muatan pada penggunaan kecepatan tinggi. Contohnya adalah flash, seperti sebuah laser besar juga meggunakan kapasitor untuk menghasilkkan kilatan instan yang sangat cerah.

• Kapasitor juga digunakan untuk menghilangkan riak. Jika saluran yang membawa tegangan DC memiliki riak/gelombang, kapasitor besar dapat meratakan tegangan dengan cara menyerap puncak (peak) dan mengisi lembah

• Kapasitor juga digunakan untuk memblokir tegangan DC. Jika Anda menghubungkan kapasitor kecil ke baterai, maka arus tidak akan dapat mengalir di antara kutub baterai setelah kapasitor terisi muatan. Namun, setiap sinyal arus bolak-balik (AC) mengalir melalui kapasitor tanpa hambatan. Itu karena kapasitor akan mengisi dan melepaskan ketika arus bolak-balik berfluktuasi, membuatnya tampak bahwa arus bolak-balik mengalir.

Apa Perbedaan Kapasitor dan Baterai ?

Perbedaan antara Kapasitor dan Baterai adalah bahwa kapasitor dapat membuang seluruh muatannya dalam waktu sepersekian detik, berbeda dengan baterai yang mana akan membutuhkan waktu beberapa menit untuk benar-benar habis.

Itulah sebabnya flash elektronik pada kamera menggunakan kapasitor, Prinsip kerjanya yaitu baterai akan mengisi kapasitor flash selama beberapa detik, selanjutnya kapasitor membuang muatan penuh ke dalam tabung flash seketika (hampir secara instan).

Oleh karena itu kapasitor ukuran besar dan terisi daya menjadi sangat berbahaya,  contohnya pada unit flash serta TV biasanya memiliki peringatan untuk tidak membukanya karena alasan ini.

Oleh karena itu, berhati-hatilah ketika bekerja dengan kapasitor ukuran besar karena berpotensi menghilangkan nyawa Anda seketika akibat muatan yang dikandungnya.

Macam-Macam Kapasitor / Kondensator

Jenis atau macam-macam kapasitor sangatlah banyak, tetapi kami telah merangkum jenis kapasitor berdasarkan 3 kelompok utama, yaitu

1. Jenis Kapasitor Berdasarkan Polaritas

2. Jenis Kapasitor Berdasarkan Ketetapan Nilai

3. Jenis Kapasitor Berdasarkan Bahan Pembuat Dielektrik

Baca Selengkapnya : Fungsi Kapasitor & Jenis - Jenis Kapasitor Beserta Penjelasannya

Rangkaian Kapasitor Seri & Paralel

Kapasitor adalah perangkat elektronik pasif yang menyimpan energi, dan kapasitor hampir dapat ditemukan di seluruh rangkaian listrik. Dua jenis utama kapasitor adalah terpolarisasi dan non-terpolarisasi.

Disamping itu, cara pemasangan kapasitor juga menentukan nilainya dalam suatu rangkaian. Nilai gabungan mereka tertinggi ketika mereka terhubung secara seri, positif ke negatif. Nilai gabungannya adalah yang terendah ketika mereka terhubung secara paralel, ujung ke ujung.

Berdasarkan rangkainnya, secara sederhana rangkaian kapasitor dibagi menjadi 2 jenis rangkaian yaitu rangkaian seri kapasitor dan rangkaian paralel kapasitor.

1. Rangkaian Seri Kapasitor

Ketika kapasitor dihubungkan secara seri, maka total kapasitansi lebih kecil daripada kapasitansi sebuah kapasitor penyusunnya. Jika dua atau lebih kapasitor dihubungkan secara seri, efek keseluruhannya adalah kapasitor ekuivalen tunggal sama dengan jumlah total jarak pelat masing-masing kapasitor.

Seperti yang telah dijelaskan, bila jarak antar plat diubah menjadi lebih jauh tanpa mengubah variabel lainnya maka akan terjadi penurunan kapasitansi.

Dengan konsep ini maka total kapasitansi ( C_total ) kurang dari salah satu kapasitansi kapasitor penyusunnya. Rumus untuk menghitung total kapasitansi dari rangkaian seri kapasitor sama seperti menghitung hambatan rangkaian paralel :

2. Rangkaian Paralel Kapasitor

Ketika kapasitor dihubungkan secara paralel, kapasitansi totalnya sama dengan jumlah dari kapasitansi kapasitor penyusunnya. Jika dua atau lebih kapasitor dihubungkan secara paralel, efek keseluruhannya adalah kapasitor ekuivalen tunggal sama dengan jumlah total area pelat kapasitor individu.

Seperti yang telah dijelaskan, apabila area luas plat ditingkatkan, tanpa mengubah variabel lainnya, maka akan terjadi peningkatan kapasitansi.

Dengan konsep ini maka total kapasitansi ( C_total ) lebih dari salah satu kapasitansi kapasitor penyusunnya. Rumus untuk menghitung total kapasitansi dari rangkaian paralel kapasitor sama seperti menghitung hambatan rangkaian seri :

Ada Materi yang Kurang ? Silahkan Beri Komentar dibawah