Karakteristik dari Sebuah Kapasitor
Kapasitor merupakan salah satu komponen elektronika yang memiliki kemampuan dalam menyimpan elektron-elektron selama waktu yang tidak ditentukan. Berbeda dengan akumulator dalam kemampuannya menyimpan muatan listrik, kapasitor dalam melakukan penyimpanan muatan tidak terjadi perubahan kimia pada bahan kapasitor, dimana bersarnya kapasitansi dari sebuah kapasitor dinyatakan dalam farad. Selain menyimpan muatan listrik, kapasitor juga mampu untuk melepaskan muatan listrik.
Karakteristik Kapasitor memiliki struktur yang terdiri dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum digunakan yaitu udara vakum, gelas, keramik dan lainnya. Ketika kedua ujung plat metal diberika tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan menuju dan mengumpul pada salah satu kaki metalnnya (elektroda), dan pada waktu yang bersamaan muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang lainnya. Kedua muatan tersebut tidak dapat bergabung karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini akan tetap berada pada plat metal selama tiadak ada konduksi pada masing-masing ujung kakinya.
Persamaan Kapasitor Secara Umum
Kapasitansi diartikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor dalam menampung muatan electron. Pada abad 18, Coulombs menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemusian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan pemberian tegangan sebesar 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus yaitu
Q = C . V
dimana Q = muatan electron dalam C (coulombs), C = nilai kapasitansi dalam F (farads), dan V = besar tegangan dalam V (volt).
Sedangkan untuk menentukan nilai kapasitansi dari sebuah kapasitor yaitu dilihat dari perbandingan antara banyaknya muatan listrik dengan tegangan kapasitansi dengan persamaan C = Q / V. Namun, jika dihitung dengan rumus C = 0,0885 D/d, maka kapasitansinya dalam satuan piko farad. Dimana D adalah luas bidang plat yang saling berhadapan dan saling memberi pengaruh dalam satuan cm2, dan d adalah jarak plat dalam satuan cm. Pada dasarnya kapasitor dibuat dengan satuan dibawah 1 farad. Kebanyakan kapasitor elektrolit dibuat mulai dari 1 mikrofarad hingga millifarad. Sedangkan, kapasitor variabel memiliki nilai kapasitansi yang sangat kecil hingga ratusan picofarad meskipun memiliki ukuran fisik yang besar.
Pembentukan sebuah kapasitor seperti yang disebutkan diatas bahwa dua buah plat atau lebih saling berhadapn dan dibatasi oleh isolasi, kemudian jika dialiri araus listrik akan membentuk kondensator atau isolasi yang menjadi batas keuda plat yang dinamakan sebagai dielektrikum. Penamaan sebuah kapasitor dipengaruhi oleh bahan dielektrikum yangdigunakan. Sedangkan, nilai kapasitansi dari sebuah kapasitor dipengaruhi oleh luas plat yang berhadapan dengan dielektrikum dan jarak antara kedua plat tersebut. Pada suatau rangkaian yang tidak terjadi kapasiotr liar, sifat ini disebut sebagai kapasitansi parasitik dimana disebabkan karena adanya komponen-komponen yang saling berdekatang pada jalur penghantar listrik yang saling berdekatan dan gulungan-gulungan kawat yang berdekatan.
Kapasitor hampir sama dengan resistor yang mana nilai kapasitansinya ada yang dibuat tetap dan ada ya variabel. Kapasitor variabel seringkali dijumpai pada rangkaian pesawat penerima radio pada bagian penala dan osilator. Ada perubahan kapasitansi di dua bagian tersebut serempak maka akan digunakan kapasitor variabel ganda yaitu kapasitor dengan dua uah kapasitor variabel dengan satu pemutar. Pada rangkaian kapasitor memiliki nilai kapasitansi yang berbeda-beda. Ketika kapasiotr dihubungkan seri dengan kapasitor yang lain maka kemampuan menahan listrik menjadi lebih tinggi, sehingga kapasitansi totalnnya akan menjadi lebih rendah dan bahan dielektrikum seolah-oleh menjadi lebih tebal. Kemudian, jumlah muatan listrik pada setiap kapasitor akan jadi sama besar. Sednagkan jika kapasitor dihubungkan secara parallel yang kemudian diberi tegangan V maka jumlah muatan seluruh sama dengan jumlah tegangan muatan kapasiotor. Pada saat pengisisan dan pengososngan muatan pada kapasitor, waktu lamanya pengisian dan pengosongan muatan bergantung pada besarnya nilai resistansi dan kapasitansi yang digunakan pada rangkain tersebut.
Referensi:
Sen, O. C. (1989). Principles of Electric Machines and Power Electronic. John Wiley, 397-410.