Apa Itu Kapasitor, Fungsi, Jenis hingga Rumusnya

Pelayananpublik.id- Ketika mempelajari tentang bidang elektronika, pasti Anda akan menemui istilah kapasitor.

Kapasitor adalah salahsatu jenis komponen elektronika yang berfungsi menyimpan elektron-elektron dalam kurung waktu tertentu.

Jadi kapasitor ini merupakan komponen yang banyak digunakan untuk menyimpan muatan listrik.

Kapasitor sering juga 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.

Namun, Farad adalah jenis satuan yang besar, sehingga biasanya kapasitor yang digunakan dalam peralatan elektronik , yakni satuan Farad yang dikecilkan jadi PikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.

Fungsi Kapasitor

– Menyimpan arus dan tegangan listrik untuk sementara waktu.

– Sebagai penyaring atau filter dalam sebuah rangkaian elektronika, seperti power supply atau adaptor.

– Sebagai penghilang bouncing (percikan api), ketika dipasang pada saklar.

– Sebagai kopling antara rangkaian elektronika satu dengan rangkaian elektronika lainnya.

– Menghemat daya listrik ketika dipasang pada lampu neon.

– Sebagai isolator atau penahan arus listrik untuk arus DC atau searah.

– Sebagai konduktor atau yang menghantarkan arus listrik untuk arus AC atau bolak-balik.

– Sebagai perata gelombang tegangan DC pada rangkaian pengubah tegangan AC ke DC (adaptor).

– Sebagai osilator atau pembangkit gelombang AC (bolak-balik) dan lain-lain.

Jenis-Jenis Kapasitor

Seperti yang telah disebutkan di atas, kapasitor dibagi menjadi beberapa jenis seeuai dengan fungsinya. Adapun 3 jenis kapasitor adalah sebagai berikut:

1. Kapasitor Elektrolit, yakni kapasitor yang pembuatannya dapat disebut elektrolisis yang memiliki bentuk kutub positif (+) dan kutub negatif (-). Kapasitor jenis ini dibuat dari bahan dasar lapisan metal – oksida.

2. Kapasitor Elektrostatis, yakni dari bahan keramik dan mika, sebab lebih murah dan mudah diperoleh. Kapasitor ini termasuk kategori jenis non-polar.

3. Kapasitor Elektrokimia, yakni terbuat 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.

Rumus Kapasitor

Umumnya rumus kapasitor ini terbagi menjadi beberapa yang juga dapat digunakan untuk menghitung besarnya muatan listrik, baik yang dihasilkan oleh kapasitor ataupun muatan listrik.

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

Berikut ini adalah rumus kapasitor.

Rumus Kapasitor:

Q = C.V

Keterangan:

Q = Muatan dengan satuan Coulomb.

C = Kapasitas dengan satuan Farad.

V = Tegangan dengan satuan Volt.

(1 Coulomb = 6,3*1018 Elektron)

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

Nah, rumus untuk menghitung muatan kapasitor juga berbeda dalam setiap rangkaian elektronik, berikut ini penjelasannya.

1. 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.

2. Rumus Kapasitor Rangkaian Seri:

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

Dari rumus tersebut diketahui pada setiap pengukuran kapasitor seri akan terjadi pembagian tegangan dari sumber tegangan ke masing-masing titik.

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

3. Rumus Kapasitor Rangkaian Seri dan Paralel

C Total = (C1 + C2) / C3

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

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.

Rangkaian pada Kapasitor

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

1. Rangkaian Seri

Rangkaian seri pada kapasitor merupakan rangkaian dengan cara menghubungkan 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 tidak bercabang.

Apabila sebuah kapasitor dirangkai secara seri, maka akan bisa ditentukan kapasitor pengganti total 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, bisa dihitung dengan rumus:

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

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

Cs = C/n

2. Rangkaian Paralel

Berbeda dengan rangkaian seri, rangkaian paralel adalah rangkaian kapasitor dengan menghubungkan kutub sejenis (sama) antara kapasitor.

Untuk kapasitas pengganti pada rangkaian paralel 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

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

3. Seri dan Paralel

Selain keduanya, ada pula rangkaian gabungan seri dan paralel. Adapun 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:

W = Energi kapasitor

Q = Muatan listrik (C)

V = Potensial listrik

Macam Kapasitor

1. Kapasitor Tetap, yakni kapasitor yang nilai kapasitasnya tidak bisa mengalami perubahan, dan cenderung nilainya sudah ditetapkan oleh pabrik pembuatnya. Berikut ini adalah jenis kapasitor tetap.

– Kapasitor Elektrolit, yakni kapasitor yang terdapat polar atau dua buah kutub pada kaki-kakinya.

– Kapasitor Tantalum, yakni kapasitor berbentuk kecil dan warna merah, atau hijau. Sebab memiliki keandalan yang tinggi, jadi harga untuk kapasitor tantalum memang cukup mahal.

– Kapasitor Keramik, yakni kapasitor dari keramik yang muatannya cukup stabil, oleh sebab itu  banyak digunakan dalam rangkaian perangkat elektronika.

– Kapasitor Polyester, yakni kapasitor plastik berbentuk 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.

– Kapasitor Film, yakni dibuat dari bahan film. Besar kapasitasnya akan ditulis menggunakan kode warna berupa gelang dan cara membacanya sama dengan membaca kode warna resistor.

– Kapasitor Kertas, sudah sangat jarang dan hampir tidak pernah digunakan lagi. Pemasangan kapasitor ini tidak akan menjadi masalah, sebab tidak dilengkapi dengan polaritas.

– Kapasitor Mika, yakni terbuat dari mika. Keunggulannya adalah memiliki sifat stabil dan toleransinya rendah.

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

2. Kapasitor Tidak Tetap (Variable), yakni kapasitor yang memiliki nilai kapasitansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Terdapat beberapa jenis dari kapasitor yang termasuk variabel, antara lain:

– Kapasitor Variabel (Varco), yakni kapasitor yang lebih besar jika dibandingkan dengan kapasitor tetap. Sesuai dari bentuk fisiknya, maka kapasitor variabel memiliki kapasitansi yang besar.

– Kapasitor Trimmer, yakni kapasitor variabel yang sudah dikembangkan dari variabel sebelumnya, yakni memiliki ukuran yang lebih kecil.

– Kapasitor Aktif atau CDS, yakni kapasitor yang aktif mengalirkan muatan jika terkena cahaya, baik cahaya matahari atau sumber cahaya lainnya.

Demikian ulasan mengenai apa itu kapasitor, fungsi hingga jenisnya. Semoga bermanfaat. (*)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *