Kapasitor (kondensator) dalam
rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf ‘C’ adalah suatu alat
yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik,
dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan
listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan
kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9×1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut.
Struktur
sebuah kapasitor terbuat fari dua buah pelat metal yang dipisahkan
oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umumnya
dikenal misalnya adalah ruang hampa udara, keramik, gelas, dan
lain-lain. Jika kedua ujung pelat metal diberi tegangan listrik, maka
muatan-muatan positif akan mengumpul pada ujung metal yang satu lagi.
Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif, dan
sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke kutub positif, karena
terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini
tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam
bebas, fenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya
muatan-muatan positif dan negatif di awan.
FUNGSI KAPASITOR
Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian adalah:
- Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada PS = Power supply)
- Sebagai filter dalam rangkaian PS
- Sebagai frekuensi dalam rangkaian antenna
- Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon.
- Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar
KAPASITANSI KAPASITOR
Kapasitansi
didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk menampung
muatan elektron. Coulomb pada abad ke-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 electron sebanyak
1 Coulomb. Dengan rumus dapat ditulis:
Q = C . V
Keterangan:
Q = muatan electron dalam C (Coulomb)
C = nilai kapasitansi dalam F (Farad)
V = besar tegangan dalam V (volt)
Kapasitor
pelat paralel tersusun atas dua pelat paralel dengan luas A dan jarak
antar pelat d. dalam ruang hampa, dengan penjabaran menggunakan hokum
Gauss, kapasitansinya adalah
Kapasitor
dengan dielektrik adalah kapasitor dengan material insulator (karet,
gelas, kertas, mika, dll). Misalkan sebuah bahan dielektrik disisipkan
diantara kedua pelat kapasitor, maka beda potensial antara kedua keping
akan turun. Karena jumlah muatan pada setiap keping tetap, kapasitansi
naik. Hal ini dapat dirumuskan sebagai
RANGKAIAN KAPASITOR
Rangkaian
kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total
semakin kecil. Di bawah ini adalah contoh kapasitor yang dirangkai
secara seri
Pada rangkaian kapasitor seri, berlaku rumus:
V = V1 + V2 + … + Vn
Q = Q1 = Q2 = Qn
Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi pengganti semakin besar.
Di bawah ini adalah contoh kapasitor yang dirangkai secara paralel.
Pada rangkaian kapasitor paralel, berlaku rumus:
V1 = V2 =V3 = Vn
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Qn
ENERGI YANG DISIMPAN DALAM KAPASITOR
Energi
potensial U yang tersimpan di dalam kapasitor didefinisikan sebagai
usaha yang diperlukan untuk mengisi muatan. Misalkan sebuah baterai
dihubungkan ke sebuah kapasitor. Baterai melakukan kerja untuk
menggerakkan muatan dari satu pelat ke pelat yang lain. Kerja yang
dilakukan untuk memindahkan sejumlah muatan sebesar q melalui tegangan V
adalah
W = V . q
Dengan menggunakan kalkulus energy potensial muatan dapat dinyatakan sebagai:
related post :
http://wahanacorp.blogspot.com/2011/09/rangkuman-materi-fisika-smp-kapasitor.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar