Daftar isi
Dalam keseharian kita tak pernah lepas dari barang-barang elektronika, bahkan ada yang melekat dan menjadi benda wajib yang dimiliki semua orang, apalagi kalau bukan handphone. Salah satu komponen yang berjasa di dalam gawai ini adalah kapasitor, karena kapasitor memberikan manfaatnya untuk menyimpan daya listrik handphone.
Televisi adalah alat elektronik yang juga menggunakan kapasitor sebagai komponen penting yang memiliki peran sebagai peredam tegangan tinggi pada rangkaian televisi. Televisi menggunakan kapasitor jenis elektrolit, sedangkan handphone menggunakan kapasitor keramik yang berguna sebagai pembangkit frekuensi.
Masih banyak alat elektronik lain yang menggunakan kapasitor di dalam rangkaiannya, antara lain amplifier, lampu neon, radio, kamera dan lain-lain. Lalu apa sebenarnya kapasitor itu? Berikut penjelasan lengkapnya.
Pengertian Kapasitor
Kita mesti berterima kasih kepada Michael Faraday sebagai penemu kapasitor, kapasitor sering kali disebut juga kondensator, jadi jangan bingung dengan ke dua istilah tersebut. Kapasitor merupakan sebuah alat yang mampu menyimpan muatan listrik di dalam muatan listrik.
Energi atau muatan listrik tersebut terkumpul akibat menumpuknya ketidakseimbangan internal yang berasal dari muatan listrik dari dalam muatan listrik atau komponen yang bisa menyimpan muatan listrik yang terbentuk oleh kepingan yang saling terhubung dan dipisahkan sebuah penyekat.
Jika kapasitor terhubung pada sumber tegangan, kepingan akan terisi elektron dan jika elektron berpisan dari satu plat ke plat yang lain maka muatan elektron akan berada diantara ke dua kepingan. Muatan tersebut disebabkan oleh muatan positif yang terdapat plat yang kehilangan elektron serta muatan negatif pada plat yang mendapatkan elektron.
Secara singkat, kapasitor bisa dikatakan sebagai komponen elektronika yang memiliki kemampuan menyimpan elektron-elektron dalam waktu yang cukup lama serta melepaskan muatan listrik.
Kapasitor dipakai untuk menyimpan muatan listrik yang terdiri atas 2 konduktor dan dipisahkan oleh penyekat yang berbahan dielektrik. Kapasitor merupakan komponen pasif yang banyak dipakai untuk membuat rangkaian alat elektronik.
Fungsi kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang banyak digunakan di dalam rangkaian peralatan elektronika. Satu alasan mengapa kapasitor adalah komponen penting dalam rangkaian elektronika adalah fungsinya. Berikut adalah beberapa fungsi kapasitor pada rangkaian elektronika.
- Kapasitor berfungsi sebagai penyimpan tegangan listrik
- Fungsinya sebagai konduktor untuk dilewati arus AC
- Fungsinya sebagai isolator yang bisa menghambat arus DC
- Berfungsi sebagai filter dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya)
- Sebagai pembangkit frekuensi di dalam rangkaian osilator
- Berfungsi sebagai penggeser Fasa
- Berfungsi sebagai pemilih gelombang frekuensi.
Cara Kerja Kapasitor
Di dalam sebuah rangkaian elektronika setiap komponen memiliki cara kerjanya masing-masing tergantung dengan fungsinya, cara kerja kapasitor di dalam sebuah rangkaian elektronik yaitu dengan mengalirkan elektron ke kapasitor hingga penuh, jika kapasitor sudah penuh dengan elektron selanjutnya tegangan akan mengalami perubahan.
Elektron selanjutnya akan keluar dari kapasitor dan berjalan ke rangkaian yang membutuhkan elektron untuk mengaktifkan suatu rangkaian. Terdapat dua keping pada kapasitor, keduanya dipisahkan oleh insolator. Jika baterai belum terhubung, maka kedua keping tersebut sifatnya netral. Namun saat baterai sudah terhubung, ujung kutub negatif yang terhubung akan menolak elektron.
Sedangkan kutub positif yang terhubung akan menarik elektron dan elektron tersebut kemudian akan menyebar ke seluruh keping kapasitor. Saat elektron menuju ke keping sebelah kanan dan elektron menuju keluar dari keping kiri, arus akan mengalir lewat kapasitor, meskipun tidak ada elektron yang mengalir lewat celah 2 keping tersebut.
Jika pada bagian luar keping sudah penuh dengan elektron, maka keping akan menolak muatan yang baru masuk dari baterai. Arus pada keping akan menurun sampai kedua keping itu berada pada tegangan yang dipunyai baterai. Keping kanan mempunyai kelebihan elektron dengan muatan -Q, sedangkan keping kiri memiliki muatan +Q.
Jenis Kapasitor
Jenis kapasitor dibedakan berdasarkan bahan isolator serta nilainya, ada 2 jenis kapasitor yaitu:
- Kapasitor Nilai Tetap
- Kapasitor Variabel
Kapasitor Nilai Tetap
Kapasitor nilai tetap merupakan kapasitor yang memiliki nilai konstan, tidak berubah-ubah. Nilai kapasitor ini tidak dapat diubah, memiliki bentuk dan ukuran beraneka ragam. Pabrik produsen kapasitor sudah menetapkan nilai tetap pada tiap-tiap kapasitor jenis ini, bahan pembuat kapasitor ini juga bermacam-macam.
Kapasitor Variabel
Kapasitor variabel merupakan kapasitor yang memiliki nilai kapasitansinya bisa diatur. Kapasitor ini nilainya dapat diubah atau diatur sesuai dengan kebutuhan rangkaian elektronika.
Contoh Kapasitor
Dua Jenis kapasitor yaitu kapasitor nilai tetap dan kapasitor variabel, masing-masing memiliki bahan dan karakteristik yang berbeda-beda. Berikut adalah contoh-contoh kapasitor, baik kapasitor nilai tetap maupun kapasitor variabel.
Contoh Kapasitor Nilai Tetap:
Kapasitor Keramik
Kapasitor keramik atau Ceramic Capasitor merupakan kapasitor yang memiliki isolator terbuat dari bahan keramik, memiliki bentul bulat dan tipis atau ada juga yang persegi empat. Kapasitor keramik ini tidak punya arah atau polaritas, maka kapasitor ini bisa dipasang bolak-balik di dalam sebuah rangkaian elektronika. Kapasitor keramik biasanya memiliki nilai sebesar 1pf hingga 0.01µF.
Salah satu contoh kapasitor keramik adalah chip capasitor, sebuah kapasitor yang bentuknya dirancang memiliki ukuran sangat kecil agar dapat mendukung rangkaian elektronika untuk peralatan elektronik yang kecil.
Kapasitor Polyester
Kapasitor polyester atau Polyester Capacitor merupakan kapasitor yang memiliki isolator yang berbahan polyester dan memiliki bentuk persegi empat. Kapasitor ini bisa dipasang terbalik di dalam sebuah rangkaian elektronika atau bisa dikatakan tidak memiliki polaritas arah.
Kapasitor Kertas
Kapasitor kertas atau Paper Capacitor merupakan kapasitor yang memiliki isolator terbuat dari kertas, kapasitor ini tidak punya polaritas arah dan dapat dipasang bolak-balik pada sebuah rangkaian elektronika. Kapasitor ini rata-rata memiliki nilai kapasitor sebesar 300pf hingga 4µF.
Kapasitor Mika
Kapasitor mika atau Mica Capacitor merupakan kapasitor yang memiliki isolator berbahan mika. Kapasitor ini bisa dipasang bolak-balik dan tidak memiliki polaritas arah. Nilai kapasitor mika ini biasanya memiliki nilai sekitar 50pF hingga 0.02µF.
Kapasitor Elektrolit
Kapasitor elektrolit atau disebut juga Electrolyte Capacitor memiliki isolator yang terbuat dari elektrolit. Bentuknya silinder dan biasanya disingkat dengan sebutan ELCO, kapasitor jenis ini biasanya digunakan pada rangkaian elektronika yang membutuhkan kapasintasi tinggi.
Kapasitor elektrolit memiliki polaritas arah positif dan negatif, memanfaatkan bahan aluminium sebagai terminal negatifnya dan juga sebagai pembungkus. Pada badan ELCO pada umumnya tertulis nilai kapasitansinya, voltage atau tegangannya dan juga terminal negatifnya. Biasanya kapasitor elektrolit memiliki nilai sebesar 0.47µF hingga ribuan microfarad (µF).
Kapasitor elektrolit ini bisa meledak jika arah pemasangannya terbalik serta melebihi batas kemampuan tegangan.
Kapasitor Tantalum
Kapasitor tantalum adalah kapasitor yang punya polaritas arah positif dan negatif, mirip dengan kapasitor elektrolit kapasitor ini memiliki bahan isolator yang terbuat dari elektrolit.
Namun, kapasitor ini menggunakan bahan ligam tantalum pada terminal anoda (positif). Kapasitor tantalum dapat bekerja pada suhu tinggi dan memiliki kapasintansi besar, namun dapat dibuat dalam bentuk yang lebih kecil jika dibandingkan dengan kapasitor elektrolit.
Kapasitor tantalum ini memiliki harga yang lebih mahal dan biasanya paling banyak digunakan untuk peralatan elektronika yang ukurannya kecil, handphone adalah salah satu contohnya.
Contoh Kapasitor Variabel
Varco
Kapasitor varco atau Variable Condensator, adalah kapasitor yang terbbuat dari logam, memiliki ukuran besar dan seringkali dipakai untuk memilih gelombang frekuensi di dalam rangkaian radio. Nilai kapasintansi kapasitor ini sebesar 100pF hingga 500pF.
Trimmer
Kapasitor variabel selanjutnya adalah jenis trimmer, ukurannya lebih kecil, memiliki 2 plat logam yang dipisahkan dengan selembar mika. Untuk mengatur jarak ke dua plat tersebut menggunakan screw, hal ini untuk mengganti nilai kapasintansinya.
Trimmer pada sebuah rangkaian elektronika berguna untuk menepatkan gelombang frekuensi atau Fine Tune dan nilai kapasintansinya maksimal mencapai 100pF.
Rumus Kapasitor
Untuk menghitung besarnya muatan listrik pada sebuah kapasitor ada beberapa rumus yang dipakai. Rumus berikut adalah kapasitor yang digunakan pada rangkaian parallel, seri dan juga untuk rangkaian seri dan parallel, satuan hitung memakai symbol F (Farad).
Q = C x V
Q = Muatan (satuannya Coulumb)
C = Kapasitas (satuannya Farad)
V = Tegangan (satuannya Volt)
(1 Coulumb = 6,3*1018 elektron)
Rumus Kapasitor rangkaian paralel
C Total = C1 + C2 + C3
Pada Rangkaian kapasitor paralel tidak terjadi pembagian muatan listrik, semua tegangan memiliki jumlah yang sama di tiap titik yang terdapat di kapasitor paralel, karena pada titik yang sama kapasitor paralel akan dihubungkan, sehingga tidak mempunya perubahan yang berarti.
Rumus Kapasitor Rangkaian Seri
1/C Total = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
Kapasitor pada rangkaian seri terjadi pembagian tegangan yang bersumber dari tegangan ke tiap titik dan jika semua digabungkan dengan menjumlahkan tegangan-tegangan tersebut maka dapat terlihat sama dengan jumlah sumber tegangan.
Rumus Rangkaian Kapasitor Seri dan Paralel
C Total = (C1 + C2) / C3
1/CA = 1/C1 + 1/C2 (seri)
Rangkaian campuran ini mengkombinasikan rumus pada kapasitor seri dan paralel, sehingga jumlah keseluruhan adalah gabungan 2 jenis kapasitor seri dan paralel.
Contoh Soal Kapasitor
- Diketahui sebuah rangkaian memiliki 3 buah kapasitor yang memiliki nilai 4μF dan dirangkai paralel serta dialiri dengan tegangan sebesar 12 volt. Hitunglah Kapasitor total (Ctotal) dan besar muatan total yang terdapat di dalam kapasitor (cari Qtotal).
Jawaban:
3 kapasitor 4μF sehingga C1 = 4μF, C2 = 4μF, dan C3 = 4μF
Ctotal = C1 + C2 + C3
Ctotal = 4μF + 4μF + 4μF
Ctotal = 12μF
Jadi besar Kapasitor total pada rangkaian tersebut sebesar 12μF.
- Diketahui ada 3 buah kapasitor dengan nilai sebesar 4μF, serta dirangkai di dalam rangkaian seri dan dialiri dengan tegangan sebesar 12 volt. Hitunglah besar kapasitas total (Ctotal) dan besar muatan total (Qtotal).
Jawaban:
Diketahui nilai C1 = 15μF, C2 = 15μF, dan C3 = 15μF
Jadi besar nilai Ctotalnya adalah 5μF.
Qtotal = Ctotal x Vtotal
Qtotal = 5 μF x 12 volt ->ingat 1μF = 1 x 10-6 F
Qtotal = 5 x 10-6 F x 12volt
Qtotal = 60 x 10-6 C
Qtotal = 60μC
Sedangkan besar Muatan total yang dapat ditampung Kapasitor Pengganti tersebut sebesar Qtotal = 60μC.