Kapasitor - Materi 4 - Fisika Listrik Magnet

KAPASITOR

Gambar Kapasitor

Penemu Kapasitor

Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791 – 1867) dan untuk mengenang jasanya maka satuan Kapasitor disebut “Farad” yang berasal dari nama sang penemu.

Pernahkah terlintas dibenak anda ”Kok dinamai Kondesator??” mengapa kapasitor sampai mempunyai nama lain kondensator?? Karena pada masa itu pada tahun 1782 dunia masih kuat akan pengaruh dari ilmuan kimiawi lainnya yaitu Alessandro Volta, yang berkebangsaan italia. Dimana pada masa tersebut segala komponen yang berkenaan dengan kemampuan untuk menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya ia sebut dengan nama Condensatore (Bahasa Italia).

Jadi itulah mengapa kondensator nama lain dari kapasitor.

KAPASITORSuatu komponen elektronika yang berfungsi untuk :1. menyimpan arus listrik dalam bentuk muatan, 2. penyaring frekuensi.

Kapasitas untuk menyimpan kapasitor dalam muatan listrik disebut Farad (F) sedangkan simbol dari kapasitor adalah C (kapasitor).

sebuah kapasitor pada dasarnya terbuat dari dua buah lempengan logam yang saling sejajar satu sama lain dan diantara kedua logam tersebut terdapat bahan isolator yang sering disebut dielektrik.

Dielektrik

Bahan PembuatBahan dielektrik tersebut dapat mempengaruhi nilai dari kapasitansi kapasitor tersebut. adapun bahan dielektrik yang paling sering dipakai adalah keramik, kertas, udara, metal film dan lain-lain. Kapasitor sering juga disebut sebagai kondensator. Kapasitor memiliki berbagai macam bentuk dan ukuran, tergantung dari kapasitas, tegangan kerja, dan lain sebagainya.

2 Bagian KapasitorSuatu kapasitor mempunyai satuan yaitu Farad (F), yang menemukan adalah Michael Faraday(1791-1867)

Kapasitor dibagi menjadi 2 bagian yaitu :Kapasitor Polar adalah kapasitor yang kedua kutubnya mempunyai polaritas positif dan negatif, biasanya kapasitor Polar bahan dielektriknya terbuat dari elektrolit dan biasanya kapasitor ini mempnyai nilai kapasitansi yang besar dibandingkan dengan kapasitor yang menggunakan bahan dielektrik kertas atau mika atau keramik.

Kapasitor Non Polar adalah kapasitor yang yang pada kutubnya tidak mempunyai polaritas artinya pada kutup kutupnya dapat dipakai secara berbalik. biasanya kapasitor ini mempunyai nilai kapasitansi yang kecil dan bahan dielektriknya terbuat dari keramik, mika dll.

Satuan

Satuan-satuan yang sering dipakai untuk kapasitor adalah :* 1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad).* 1 µFarad = 1.000 nF (nano Farad).* 1 nFarad = 1.000 pF (piko Farad).

Sifat Dasar Kapasitor• Dapat menyimpan muatan listrik, • tidak dapat dilalui arus DC (direct Current) dan dapat

dilalui arus AC (alternating current) • sebagai impedansi (resistansi yang nilainya

tergantung dari frekuensi yang diberikan).

Gambar di samping adalah ketika kapasitor digunakan pada listrik AC. Dalam rangkaian ini akan timbul reaktansi kapasitif dan lampu akan menyala terus selama masih terhubung pada tegangan sumber. Hal itu disebabkan oleh sifat dasar kapasitor yang hanya melewatkan arus listrik AC.

Sifat Dasar Kapasitor

Gambar di samping adalah ketika kapasitor digunakan pada arus listrik DC. Karena sifat kapasitor di arus listrik DC adalah memblokirnya maka lampu tidak dapat menyala. Sebetulnya tidak sama sekali mati, Lampu akan menyala sebentar saja ketika pengisian lalu mati. coba saja praktekkan.

Nilai Kapasitansi Kapasitor1. kapasitor tetap adalah seperti yang telah saya jelaskan

diatas.2. kapasitor variable adalah kapasitor yang dapat diubah

nilainya.

Biasanya kapasitor ini digunakan sebagai tuning pada sebuah radio. Ada 2 macam kapasitor variable yaitu 1. varco (variable Capacitor) dengan inti udara dan 2. varaktor (dioda varaktor). Pada dasarnya varaktor adalah

sebuah Dioda tetapi dipasang terbalik, dioda varaktor dapat mengubah kapasitansi dengan memberikan tegangan reverse kepada ujung anoda dan katodanya. Biasanya varaktor digunakan sebagai tuning pada radio digital dengan fasilitas auto search.

Varco & Varactor

Fungsi kapasitor

1. Kapasitor sebagai kopling, dilihat dari sifat dasar kapasitor yaitu dapat dilalui arus ac dan tidak dapat dilalui arus dc. Dimanfaatkan untuk memisahkan 2 buah rangkaian yang saling tidak berhubungan secara dc tetapi masih berhubungan secara ac(signal), artinya sebuah kapasitor berfungsi sebagai kopling atau penghubung antara 2 rangkaian yang berbeda.

2. Kapasitor berfungsi sebagai filter pada sebuah rangkaian power supply, kapasitor sebagai ripple filter, disini sifat dasar kapasitor yaitu dapat menyimpan muatan listrik yang berfungsi untuk memotong tegangan ripple.

3. Kapasitor sebagai penggeser fasa.4. Kapasitor sebagai pembangkit frekuensi pada rangkaian oscilator.5. Kapasitor digunakan juga untuk mencegah percikan bunga api

pada sebuah saklar.

Rangkaian Power Supply (kopling)

+

-

Gunakan Trafo 5A

Tegangan Ripple

Komponen Penyusun

• Terdiri atas dua keping konduktor yang ruang diantaranya diisi oleh dielektrik (penyekat)

• Besaran kapasitor adalah Kapasitas.• Satuan SI dari kapasitas adalah farad (F)

Cara Kerja

adalah dengan mengalirkan elektron menuju kapasitor. Pada saat kapasitor sudah di penuhi dengan elektron, tegangan akan mengalami perubahan. Selanjutnya, elektron akan keluar dari sebuah kapasitor dan mengalir menuju rangkaian yang membutuhkannya. Dengan begitu, kapasitor akan membangkitkan reaktif suatu rangkaian.

Kapasitas KapasitorKapasitas adalah ukuran kemampuan atau daya tumpang kapasitor untuk menyimpan muatan listrik untuk beda potensial yang diberikan.

Rumus Kapasitas Kapasitor

C = q / V

1 farad = 1 couloumb / volt

q = muatan listrik (C); V = beda potensial (volt); C = kapasitas (F), 1 F (Farad) = 1 C/voltDalam praktek satuan kapasitor biasanya dalam F atau pF.1 F = 10-6 F, 1 pF = 10-12 F

Kapasitor Pelat Sejajar

Memperbesar Kapasitansi Kapasitor

Memperbesar luas pelatAgar ukuran kapasitor tidak terlalu besar maka kedua pelat dibatasi dengan lapisan tipis isolator.

Memperkecil jarak antar pelatKapasitansi dapat diperbesar dengan cara ini tetapi , dapat menimbulkan kebocoran disebabkan jarak antar pelat yang sangat kecil.

Menggunakan bahan dielektrikBahan dielektrik yang digunakan adalah bahan dengan konstanta dielektrik tinggi sebagai lapisan pemisah dua pelat

Rangkaian Kapasitor Rangkaian Seri

V = q ( 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 )

Rumus Kapasitas Seri

Kebalikan dari kapasitor ekivalen dari susunan seri kapasitor sama dengan jumlah kebalikan dari tiap - tiap kapasitas.

Beda potensial A dan B :

V = v1+v2+v3; V=q/C; q=q1=q2=q3

Sehingga :q/C=q/C1+q/C2+q/C3 1/Cs=1/C1+1/C2+1/C3

Atau + -

C1 C2 C3 BA

Rangkaian Kapasitor

Rangkaian Paralel

+ -

C1

C2

C3

V= V1=V2=V3

q=q1+q2+q3q=c.Vc.V = c1V + c2V + c3V q = (c1+c2+c3 )VJadi : Cp=c1+c2+c3 atau

Energi KapasitorC

E

Kerja yang diperlukan untuk memindahkan muatan dq dari plat negatif ke plat positif.

dW = V . dq, V=q/C

dW = q/C . dq

Untuk mengisi kapasitor sampai penuh :

Energi yang tersimpan dalam kapasitor sama dengan kerja yang diperlukan untuk membentuk medan listrik di dalamnya.

Kapasitor Dielektrik

Dalam kebanyakan kapasitor, ruang di antara platnya diisi bahan dielektrik untuk mendapatkan kapasitansi yang besar. Kemampuan dielektrik untuk mengurangi atau memperkecil medan listrik luar disebut tetapan dielektrik (K).

Contoh SoalLuas plat sebuah kapasitor plat sejajar adalah 6 cm2, satu sama lain dipisahkan oleh kertas setebal 1 mm. jika tetapan di elektrik kertas 3,7 dan kekuatan dielektriknya 1,6.107 V/m• Tentukan kapasitasnya• Hitung muatan maksimum yang dapat disimpan dalam

kapasitor • Hitung energi maksimum yang dapat disimpan dalam

kapasitorPenyel. : A = 6 cm2 =6.10-4 m, d = 1 mm = 1.10-3 m K= 3,7

E = 1,6.107 V/m

Jawaban