Tag

, , ,


Kapasitor atau kondensator adalah komponen listrik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik.Dan secara sederhana terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik), Tiap konduktor disebut keping. Simbol yang digunakan untuk menampilkan sebuah kapasitor dalam suatu rangkaian listrik adalah

Dalam pemakaian normal, satu keping diberi muatan positif dan keping lainnya diberi muatan negatif yang besarnya sama. Antara kedua keping tercipta suatau medan listrik yang berarah ke keping positif menuju keping negatif

Kapasitor berguna untuk :

1. memilih frekuensi pada radio penerima

2. filter dalam catu daya (power suply).

3. memadamkan bunga api pada sistim pengapian mobil

4. menyimpan energi dalam rangkaian penyala elektronik.

Dalam praktik terdapat berbagai jenis kapasitor, antara laian kapasitor kertas, kapasitor elektrolit (elko), dan kapasitor variabel, seperti gambar diatas

Kapasitas kapasitor keping sejajar

Kapasitansi atau kapasitas adalah ukuran jumlah muatan listrik yang disimpan (atau dipisahkan) untuk sebuah potensial listrik yang telah ditentukan. Bentuk paling umum dari piranti penyimpanan muatan adalah sebuah kapasitor dua lempeng/pelat/keping. Jika muatan di lempeng/pelat/keping adalah +Q dan –Q, dan V adalah tegangan listrik antar lempeng, maka rumus kapasitans adalah:

C = \frac{Q}{V}

C = kapasitas kapasitor satuannya dalam SI (Farad disingkat F),  1 Farad = 1 Coulomb/Volt. satuan lain μF (microfarad) 1 μF = 10-6 F

Q = muatan listrik sataunnya Coulomb, dan V = beda potensial satunnya Volt.

Kapasitas kapasitor keping sejajar juga (1) sebanding dengan luas keping A, (2) sebanding dengan permitivitas bahan penyekat ε dan (3) berbanding terbalik dengan jarak pisah antar keping d, secara matematika di rumuskan :

εr= permitivitas relative bahan penyekat adalah perbandingan antara kapasitas dalam bahan penyekat Cb dan kapasitas dalam vakum atau udara Co

εo = 8,5 x 10-12 C2N-1m-2 adalah permitivas vakum atau udara

Jika antara kedua keeping hanya terdapat udara atau vakum  (tidak terdapat bahan penyekat ), maka kapasitas kapasitor dalam vakum atau udara (Co) dirumuskan sebagai berikut :

Co = Kapasitas kapasitor kosongan ( Farad = F)

εo= Permitivitas ruang hampa

A = luas penampang keping (m2)

d = jarak antara dua keping (m)

Beda potensial kedua keping

Jika pada suatu kapasitor keeping sejajar beda potensialnya berubah, maka prinsip yang kita pegang : muatan adalah kekal. Jadi muatan kapasitor sebelum disisipkan bahan penyekat (qo) sama dengan muatan kapasitor sesudah disisipkan bahan penyekat (qb)

Energi yang tersimpan dalam kapasitor

Kapasitor menyimpan energi dalam bentuk medan listrik, Energi yang tersimpan dalam kapasitor (energi Potensial ) W dinyatakan oleh :

W= Energi yang tersimpan pada kapasitor satuannya Joule (J)

Q= Muatan listrik yang tersimpan pada kapasitor satuannya Coulomb( C )

C = Kapasitas kapasitor satuannya Farad (F)

V = Beda potensial antara dua keping satuannya Volt (V)

Contoh Soal

  1. Sebuah kapasitor 300 µF dihubungkan kesebuah baterai 50 Volt, Tentukan besar muatan pada keeping-keping kapasitor.

Penyelesaian :

Diketahui :  C = 300  x 10-6 F, V = 50 V

Ditanyakan : q = ….?

Jawab :    C = q/C  ® q = C V = ( 3, 00 X 10-4 ) (50 ) = 1,5 x 10-2 C atau 15 mC

2.Sebuah kapasitor keeping sejajar memiliki kapasitas 1,3 µF ketika dimuati 6,5 x 10-7 C dan

antara kedua keping tersebut terdapat kuat medan magnet 200 NC-1. Berapakah jarak antara

kedua keeping tersebut.

Penelesaian :

Dikerahui : C = 1,3 x 10-6 F, q = 6,5 x 10-7 C, dan E = 200 NC-1

Ditanyakan : d = ….?

Jawab :         V = E. d  ® d = V/E, dari persamaan C = q/V ® V = q/C

d = q/CE =   q  = 6,5 x 10-7 /(1,3 x 10-6) (200)=  2,5 x 10-3 m atau 0,25 cm

Rangkaian Kapasitor

1. Rangkaian Seri

Dua kapasitor atau lebih dapat disusun secara seri dengan ujungnya yang disambung-sambungkan secara berurutan seperti pada gambar di bawah ini

Pada rangkaian seri ini muatan yang tersimpan pada kapasitor akan sama , jadi Q Total sama dengan muatan di kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3, akibatnya beda potensial tiap kapasitor akan berbanding terbalik dengan kapasitas kapasitornya, sesuai dengan persamaan Q = C V

Pada rangkaian seri beda potensial= tegangan sumber=tegangan total E=V tot, akan terbagi menjadi tiga bagian. Dari penjelasan ini dapat disimpulkan sifat-sifat yang dimiliki rangkaian seri sebagai berikut:

a.       Q total = Q1 = Q2 = Q3

b.        E= Vtot = V1 + V2 + V3

c.        1/Cs   = 1/C2 + 1/C2  + 1/C3

2. Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel adalah gabungan dua kapasitor atau lebih dengan kutub-kutub yang sama menyatu seperti gambar di bawah ini

Pada rangkaian ini beda potensial ujung-ujung kapasitor akan sama karena posisinya sama. Akibatnya muatan yang tersimpan sebanding dengan kapasitornya. Muatan total yang tersimpan sama dengan jumlah totalnya. Dari keteranganya dapat disimpulkan sifat-sifat yang dimiliki paralel sebagai berikut :

a.      Q total = Q1 + Q2 + Q3

b.      E = Vtotal = V1 = V2 = V3

c.     Cp   = C1  + C2  + C3

About these ads