apa itu kapasitor ? pada kesempatan kali ini aku akan mencoba mengembangkan kepada sahabat gamma mengenai “apa itu kapasitor”. Artikel ini bertujuan untuk memperlihatkan klarifikasi mengenai kapasitor , pengertian kapasitor, pengertian kapasitas kapasitor, satuan kapasitor, simbol kapasitor atau lambang kapasitor, fungsi kapasitor dalam rangkaian listrik, dan macam2 kapasitor. Baik untuk mempersingkat waktu eksklusif saja kita mulai.
KAPASITOR LISTRIK
Pernahkah kalian mendengar ihwal kapasitor atau apa itu kapasitor, apa yang dimaksud kapasitor ? Terus apa fungsi dari kapasitor buat kita. Baik, di sini aku akan mencoba menjawab semua pertanyaan itu. Pertama, tentunya kalian sudah tidak absurd dengan penggunaan Power bank. Power bank ialah salah satu aplikasi dari penggunaan kapasitor. Kapasitor adalah suatu alat yang sanggup menyimpan muatan listrik. Kapasitor terdiri dari dua buah konduktor yang saling berdekatan dan dipisahkan oleh jarak “d”. Kapasitor paling banyak dipakai dalam komponen-komponen elektronik, menyerupai HP, Laptop, Komputer, Televisi dan komponen elektronik lainya. Secara umum fungsi kapasitor ialah sebagai alat untuk menyimpan muatan. Selain sebagai alat untuk menyimpan muatan, kapasitor juga berfungsi sebagai filter dan pembangkit gelombang atau frekuensi dalam suatu rangkaian listrik.
Ada beberapa bentuk kapasitor, yaitu kapasitor pelat sejajar, kapasitor silindris, dan banyak sekali jenis lainya menyerupai pada gambar di bawah ini
Tipe Kapasitor
Ada beberapa tipe kapasitor di antaranya ialah kapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical.
Kapasitor electrostatic merupakan kelompok kapasitor yang terbuat dari materi dielektrik menyerupai keramik, film dan mika. Keramik dan mika ialah materi yang popular serta murah untuk menciptakan kapasitor yang kapasitansinya kecil.
Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang materi dielektriknya ialah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini ialah kapasitor polar dengan tanda + dan – di badannya.
kapasitor electrochemical ialah kapasitor yang materi dielektriknya terbuat dari materi kimia, baik materi kimia cair maupun padat. Termasuk kapasitor jenis ini ialah battrey dan accu. Pada kenyataannya battrey dan accu ialah kapasitor yang sangat baik, alasannya ialah mempunyai kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil.
Baca Juga :
KAPASITANSI DARI SUATAU KAPASITOR (C)
Berdasarkan hasil eksperimen memperlihatkan bahwa kuantitas muatan Q pada kapasitor berbanding lurus dengan beda potensial antara konduktor, yaitu Q∝∆V. Agar kedua sisi mempunyai dimensi yang sama, maka sisi kanan kita kalikan dengan suatu konstanta C dan diperoleh Q=C∆V. Kapasitansi (atau besarnya suatu kapasitor C) dari sebuah kapasitor didefinisikan sebagai rasio besarnya muatan pada kedua konduktor dengan besarnya beda potensial antara konduktor
Dengan C ialah kapasitas dari kapasitor dan satuan kapasitas kapasitor ialah farad (F). Satuan farad dipakai untuk menghormati Michael Faraday, fisikawan yang banyak mengembangkan konsep kapasitas.
1 Farad = 1 Coulomb/Volt
Contoh 1.
Sebuah kapasitor menyimpan muatan Q pada beda potensial ∆V. Jika tegangan yang diberikan oleh baterai ke kapasitor dinaikkan menjadi 2.∆V, apakah yang akan terjadi.
(a) Nilai kapasitansi turun menjadi setengah nilai awal dan muatannya tetap sama
(b) Nilai kapasitansi dan muatan turun menjadi setengah nilai awal
(c) Nilai kapasitansi dan muatan meningkat dua kali lipat
(d) Nilai kapasitans tetap sama dan muatannya meningkat dua kali lipat.
Solusi:
Jadi, dikala ∆V=2.∆V0 maka kapasitansi akan menurun menjadi setengah nilai awal. Hal ini terjadi alasannya ialah kapasitenasi berbanding terbalik dengan beda potensial. Pada kasus ini muatan tidak berubah atau tetap. Jawabannya (a).
Contoh 2.
Hitunglah kapasitas dari sebuah bola konduktor yang terisolasi. Jari-jari bola R!
Jawab:
Bola konduktor terisolasi sanggup dianggap sebagai kapasitor dengan menganggap bahwa konduktor kedua sepusat dengan konduktor pertama, tetapi jari-jari tak hingga. Karena potensial di permukaan bola kedua sama dengan nol (R tak hingga) dan potensial di permukaan bola pertama V = kQ/R, maka beda potensial kedua konduktor adalah
Contoh 3
Jika suatu kapasitor keping sejajar yang mempunyai kapasitas sebe=sar 5 pF dihubungkan dengan baterai 4 Volt. Hitunglah berapa elektron yang terdapat pada keping negatif kapasitor ini.
Solusi:
Diketahui:
C = 5 pF = 5 .10^-12 F
∆V = 4 Volt
Ditanya : Jumlah elektron pada keping negatif ?
Pertama kita harus mengetahui berapa muatan yang sanggup ditampung oleh kapasitor ini
Q =(5 .10^-12 F) . 4 Volt = 20 .10^-12 Coulomb
Karena besarnya muatan 1 elektron ialah 1,6 . 10^-19 Coulomb, maka banyak elektron (N) yang terdapat pada keping negatif adalah
N = (20 .10^-12)/( 1,6 . 10^-19) = 1,25 . 10^8 elektron
Jadi, banyak elektron yang terdapat pada keping negatif ialah 1,25 . 10^8 elektron.
KAPASITAS KEPING SEJAJAR
Untuk menghitung kapasitas kapasitor keping sejajar. Kita harus tahu terlebih dahulu besar lengan berkuasa medan listrik yang ditimbulkan oleh keping kapasitor ini. Salah satu caranya ialah memakai Hukum Gauss.
Dengan muatan keping kapasitor tersebar merata di permukaan keping, maka kita sanggup menciptakan permukaan gauss menyerupai pada gambar di bawah ini. Fluks total yang terdapat dalam permukaan gauss ialah Φ = EA sedangkan jumlah muatannya ialah σA. Dengan memakai Hukum Gauss, maka diperoleh
Telah di jelaskan pada artikel sebelumnya yang berjudul “Materi Energi Potensial Listrik dan Potensial Listrik” mengenai hubungan beda potensial dan medan listrik adalah
Dengan A ialah luas keping sejajar, d ialah jarak antara keping sejajar dan ε0 ialah permitivitas ruang hampa.
KAPASITOR DENGAN BAHAN DIELEKTRIK
Dielektrik adalah sejenis materi Isolator listrik yang sanggup dikutubkan (polarized) dengan cara menempatkan materi dielektrik dalam medan listrik. Ketika materi ini berada dalam medan listrik, muatan listrik yang terkandung di dalamnya tidak akan mengalir, sehingga tidak timbul arus menyerupai materi konduktor, tetapi hanya sedikit bergeser dari posisi setimbangnya menjadikan terciptanya pengutuban dielektrik. Oleh alasannya ialah pengutuban dielektrik, muatan positif bergerak menuju kutub negatif medan listrik, sedang muatan negatif bergerak pada arah berlawanan (yaitu menuju kutub positif medan listrik) Hal ini menimbulkan medan listrik internal (di dalam materi dielektrik) yang mengakibatkan jumlah keseluruhan medan listrik yang melingkupi materi dielektrik menurun. Jika materi dielektrik terdiri dari molekul-molekul yang mempunyai ikatan lemah, molekul-molekul ini tidak hanya menjadi terkutub, namun juga hingga sanggup tertata ulang sehingga sumbu simetrinya mengikuti arah medan listrik (Wikipedia.org).
Contoh materi dielektrik ialah karet, beling dan kertas. Berdasarkan hasil eksperimen diperoleh bahwa nilai kapasitans suatu kapasitor akan meningkat dikala materi dielektrik diselipkan di antara kedua keping kapasitor. Kenaikan ini sebanding dengan nilai konstanta dielektrik bahan.
Dengan k ialah konstanta dielektrik bahan.
Tabel berikut ini berisi daftar konstanta dielektrik beberapa materi pada suhu kamar.
Catatan : sering kali orang menulis k sebagai εr yang disebut sebagai permitivitas relatif. Sehingga persamaan kapasitas kapasitor menjadi.
Rangkaian Seri dan Paralel Kapasitor
Dua atau lebih kapasitor sering digabungkan dalam suatu rangkaian listrik. Kita sanggup menghitung kapasitansi setara dari kombinasi tertentu, memakai metode yang akan dijelaskan pada kepingan ini. Di sini, kami berasumsi bahwa kapasitor yang akan dikombinasikan pada awalnya tidak bermuatan.
Dalam mempelajari komponen listrik, kita sanggup memakai representasi gambar sederhana. Seperti diagram memakai simbol komponen untuk mewakili banyak sekali elemen komponen. Simbol komponen dihubungkan oleh garis lurus yang mewakili kabel antara elemen sirkuit. Simbol komponen untuk kapasitor dan baterai, serta aba-aba warna yang dipakai untuknya dalam artikel ini, sanggup dilihat pada Gambar di bawah ini.
Rangkaian Kapasitor Paralel
Dua kapasitor terhubung menyerupai yang ditunjukkan pada Gambar di bawah dikenal sebagai kombinasi paralel dari kapasitor.
Gambar di atas merupakan kapasitor yang dirangkai secara paralel. Pelat kiri dari kapasitor dihubungkan oleh kawat konduktor ke kutub positif dari baterai sehingga potensial pelat bernilai positif. Sedangkan, pelat kanan terhubung ke kutub negatif baterai sehingga potensial palat bernilai negatif. Dengan demikian, Beda potensial listrik di seluruh kapasitor yang terhubung secara paralel ialah sama dan mempunyai nilai yang sama dengan beda potensial sumber (baterai) yang diberikan pada rangkaian.
Total muatan Q yang disimpan oleh dua kapasitor yang tersusun secara paralel ialah jumlah dari muatan yang tersimpan pada masing-masing kapasitor.
Karena beda potensial dari kapasitor yang tersusun paralel sama dengan beda potensial sumber maka.
Sehingga, rumus kapasitor pengganti pada rangkaian paralel untuk n-kapasitor adalah
Dengan demikian, kapasitansi setara dari rangkaian kapasitor paralel ialah jumlah aljabar dari masing-masing kapasitansi.
Rangkaian Seri
Dua kapasitor terhubung menyerupai yang ditunjukkan pada Gambar di bawah dikenal sebagai kombinasi seri dari kapasitor.
Muatan pada kapasitor yang dirangkai secara seri ialah sama, sedangkan total beda potensial pada kapasitor yang terhubung secara seri ialah jumlah dari beda potensial pada masing-masing kapasitor.
Sehingga, rumus kapasitor pengganti atau kapasitans setara pada rangkaian seri untuk n-kapasitor adalah
Hal ini memperlihatkan bahwa invers dari kapasitansi setara (kapasitansi ekuivalen) ialah jumlah aljabar dari invers kapasitansi dari masing-masing kapasitor dan kapasitansi setara dari rangkaian seri selalu lebih kecil dari tiap kapasitansi dalam rangkaian.
Untuk Contoh Soal Sahabat Gamma Bisa baca di artikel mengenai pola soal kapasitor, melalui link dibahwah ini
Contoh Soal Kapasitor
Terimaksih atas kunjungannya.
Untuk Contoh Soal Sahabat Gamma Bisa baca di artikel mengenai pola soal kapasitor, melalui link dibahwah ini
Contoh Soal Kapasitor
Terimaksih atas kunjungannya.