Pengertian Kapasitas Kapasitor, Satuan, Simbol, Fungsi Kapasitor Dalam Rangkaian Listrik, Macam2 Kapasitor Serta Contoh Soal.

apa itu kapasitor ? pada kesempatan kali ini saya bakal mencoba berbagi kepada sahabat gamma mengenai “apa itu kapasitor”. Artikel ini bertujuan buat memberikan penjelasan mengenai kapasitor , pengertian kapasitor, pengertian kapasitas kapasitor, satuan kapasitor, simbol kapasitor atau lambang kapasitor, fungsi kapasitor dalam rangkaian listrik, serta macam2 kapasitor. Baik buat mempersingkat waktu langsung saja kita mulai.

KAPASITOR LISTRIK

Pernahkah kalian mendengar tentang kapasitor atau apa itu kapasitor, apa yang dimaksud kapasitor ? Terus apa fungsi dari kapasitor buat kita. Baik, di sini saya bakal mencoba menjawab semua pertanyaan itu. Pertama, tentunya kalian sudah enggak asing dengan penggunaan Power bank. Power bank yakni salah satu aplikasi dari penggunaan kapasitor. Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan muatan listrik. Kapasitor terdiri dari dua buah konduktor yang saling berdekatan serta dipisahkan oleh jarak “d”. Kapasitor paling banyak digunakan dalam komponen-komponen elektronik, seperti HP, Laptop, Komputer, Televisi serta komponen elektronik lainya. Secara umum fungsi kapasitor yakni sebagai alat buat menyimpan muatan. tidak cuma sebagai alat buat menyimpan muatan, kapasitor juga berfungsi sebagai filter serta pembangkit gelombang atau frekuensi dalam suatu rangkaian listrik.

Ada beberapa bentuk kapasitor, yaitu kapasitor pelat sejajar, kapasitor silindris, serta mermacam jenis lainya seperti pada gambar di bawah ini

Tipe Kapasitor

Ada beberapa tipe kapasitor di antaranya yakni kapasitor electrostatic, electrolytic serta electrochemical.

Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang terbuat dari bahan dielektrik seperti keramik, film serta mika. Keramik serta mika yakni bahan yang popular serta murah buat membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil.

Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya yakni lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini yakni kapasitor polar dengan tanda + serta – di badannya.

kapasitor electrochemical yakni kapasitor yang bahan dielektriknya terbuat dari bahan kimia, baik bahan kimia cair maupun padat. Termasuk kapasitor jenis ini yakni battrey serta accu. Pada kenyataannya battrey serta accu yakni kapasitor yang sangat baik, sebab memiliki kapasitansi yang besar serta arus bocor (leakage current) yang sangat kecil.

Baca Juga :

• Hukum Newton 1, 2, 3
• Listrik Statis, Contoh Soal serta Fenomena Listrik Statis
• Ringkasan Materi Kinematika, Contoh Soal serta Pembahasannya Lengkap
• Energi Potensial Listrik serta Potensial Listrik

KAPASITANSI DARI SUATAU KAPASITOR (C)

Berdasarkan hasil eksperimen menunjukkan kalau kuantitas muatan Q pada kapasitor berbanding lurus dengan beda potensial antara konduktor, yaitu Q∝∆V. Agar kedua sisi memiliki dimensi yang sama, maka sisi kanan kita kalikan dengan suatu konstanta C serta 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 yakni kapasitas dari kapasitor  serta satuan kapasitas kapasitor yakni farad (F). Satuan farad digunakan buat 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. kalau tegangan yang diberikan oleh baterai ke kapasitor dinaikkan menjadi 2.∆V, apakah yang bakal terjadi.

(a) Nilai kapasitansi turun menjadi setengah nilai awal serta muatannya tetap sama

(b) Nilai kapasitansi serta muatan turun menjadi setengah nilai awal

(c) Nilai kapasitansi serta muatan meningkat dua kali lipat

(d) Nilai kapasitans tetap sama serta muatannya meningkat dua kali lipat.

Solusi:

Jadi, saat ∆V=2.∆V0 maka kapasitansi bakal menurun menjadi setengah nilai awal. Persoalan ini terjadi sebab kapasitenasi berbanding terbalik dengan beda potensial. Pada kasus ini muatan enggak berubah atau tetap. Jawabannya (a).

Contoh 2.

Hitunglah kapasitas dari sebuah bola konduktor yang terisolasi. Jari-jari bola R!

Jawab:

Bola konduktor terisolasi dapat dianggap sebagai kapasitor dengan menganggap kalau konduktor kedua sepusat dengan konduktor pertama, tetapi jari-jari enggak hingga. Karena potensial di permukaan bola kedua sama dengan nol (R enggak hingga) serta potensial di permukaan bola pertama V = kQ/R, maka beda potensial kedua konduktor adalah

Contoh 3

Jika suatu kapasitor keping sejajar yang memiliki 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 perlu mengetahui berapa muatan yang dapat ditampung oleh kapasitor ini

Q =(5 .10^-12 F) . 4 Volt = 20 .10^-12 Coulomb

Karena besarnya muatan 1 elektron yakni 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 yakni 1,25 . 10^8 elektron.

KAPASITAS KEPING SEJAJAR

Untuk menghitung kapasitas kapasitor keping sejajar. Kita perlu tahu terlebih dahulu kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh keping kapasitor ini. Salah satu caranya yakni menggunakan Hukum Gauss.

Dengan muatan keping kapasitor tersebar merata di permukaan keping, maka kita dapat membuat permukaan gauss seperti pada gambar di bawah ini. Fluks total yang terdapat dalam permukaan gauss yakni Φ = EA sedangkan jumlah muatannya yakni σA. Dengan menggunakan Hukum Gauss, maka diperoleh

Telah di jelaskan pada artikel sebelumnya yang bertajuk “Materi Energi Potensial Listrik serta Potensial Listrik” mengenai hubungan beda potensial serta medan listrik adalah

Dengan A yakni luas keping sejajar, d yakni jarak antara keping sejajar serta ε0 yakni permitivitas ruang hampa.

KAPASITOR DENGAN BAHAN DIELEKTRIK

Dielektrik adalah sejenis bahan Isolator listrik yang dapat dikutubkan (polarized) dengan cara menempatkan bahan dielektrik dalam medan listrik. Ketika bahan ini berada dalam medan listrik, muatan listrik yang terkandung di dalamnya enggak bakal mengalir, sehingga enggak timbul arus seperti bahan konduktor, tetapi cuma sedikit bergeser dari posisi setimbangnya mengakibatkan terciptanya pengutuban dielektrik. Oleh sebab pengutuban dielektrik, muatan positif bergerak menuju kutub negatif medan listrik, tengah muatan negatif bergerak pada arah berlawanan (yaitu menuju kutub positif medan listrik) Persoalan ini menimbulkan medan listrik internal (di dalam bahan dielektrik) yang menyebabkan jumlah keseluruhan medan listrik yang melingkupi bahan dielektrik menurun. kalau bahan dielektrik terdiri dari molekul-molekul yang memiliki ikatan lemah, molekul-molekul ini enggak cuma menjadi terkutub, tetapi juga sampai bisa tertata ulang sehingga sumbu simetrinya mengikuti arah medan listrik (Wikipedia.org).

Contoh bahan dielektrik yakni karet, kaca serta kertas. Berdasarkan hasil eksperimen diperoleh kalau nilai kapasitans suatu kapasitor bakal meningkat saat bahan dielektrik diselipkan di antara kedua keping kapasitor. Kenaikan ini sebanding dengan nilai konstanta dielektrik bahan.

Dengan k yakni konstanta dielektrik bahan.

Tabel berikut ini berisi daftar konstanta dielektrik beberapa bahan pada suhu kamar.

Catatan : sering kali orang menulis k sebagai εr yang disebut sebagai permitivitas relatif. Sehingga persamaan kapasitas kapasitor menjadi.

Rangkaian Seri serta Paralel Kapasitor

Dua atau lebih kapasitor sering digabungkan dalam suatu rangkaian listrik. Kita dapat menghitung kapasitansi setara dari kombinasi tertentu, menggunakan metode yang bakal dijelaskan pada bagian ini. Di sini, kami berasumsi kalau kapasitor yang bakal dikombinasikan pada awalnya enggak bermuatan.

Dalam mempelajari komponen listrik, kita dapat menggunakan representasi gambar sederhana. Seperti diagram menggunakan simbol komponen buat mewakili mermacam elemen komponen. Simbol komponen dihubungkan oleh garis lurus yang mewakili kabel antara elemen sirkuit. Simbol komponen buat kapasitor serta baterai, serta kode warna yang digunakan untuknya dalam artikel ini, dapat dilihat pada Gambar di bawah ini.

Rangkaian Kapasitor Paralel

Dua kapasitor terhubung seperti yang ditunjukkan pada Gambar di bawah diketahui sebagai kombinasi paralel dari kapasitor.

Gambar di atas adalah 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 yakni sama serta memiliki nilai yang sama dengan beda potensial sumber (baterai) yang diberikan pada rangkaian.

Total muatan Q yang disimpan oleh dua kapasitor yang tersusun secara paralel yakni 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 buat n-kapasitor adalah

Dengan demikian, kapasitansi setara dari rangkaian kapasitor paralel yakni jumlah aljabar dari masing-masing kapasitansi.

Rangkaian Seri

Dua kapasitor terhubung seperti yang ditunjukkan pada Gambar di bawah diketahui sebagai kombinasi seri dari kapasitor.

Muatan pada kapasitor yang dirangkai secara seri yakni sama, sedangkan total beda potensial pada kapasitor yang terhubung secara seri yakni jumlah dari beda potensial pada masing-masing kapasitor.

Sehingga, rumus kapasitor pengganti atau kapasitans setara pada rangkaian seri buat n-kapasitor adalah

Hal ini menunjukkan kalau invers dari kapasitansi setara (kapasitansi ekuivalen) yakni jumlah aljabar dari invers kapasitansi dari masing-masing kapasitor serta kapasitansi setara dari rangkaian seri selalu lebih kecil dari tiap kapasitansi dalam rangkaian.



Untuk Contoh Soal Sahabat Gamma Bisa baca di artikel mengenai contoh soal kapasitor, lewat link dibahwah ini

Contoh Soal Kapasitor

Terimaksih atas kunjungannya.

Bagikan Artikel ini