Listrik Statis (Kapasitor)

Kapasitor merupakan komponen listrik yang dibuat dari pengembangan keping sejajar. Seperti pada sub bab sebelumnya, jika ada keping sejajar maka kedua kepingnya akan menyimpan muatan berlainan jenis sama besar. Dari sifatnya yang dapat menyimpan muatan inilah kapasitor banyak dimanfaatkan dalam dunia elektronik. Contoh pemanfaatan kapasitor adalah sebagai filter tegangan pada power supply, rangkaian tuning pada radio dan perata tegangan pada adaptor.

Fungsi Kapasitor

Berdasarkan bahannya, ada beberapa jenis kapasitor, antara lain kapasitor mika, kertas, keramik, plastik, dan elektrolit. Sementara itu, berdasarkan bentuknya dikenal beberapa kapasitor antara lain kapasitor variabel dan kapasitor pipih silinder gulung. Menurut pemasangannya dalam rangkaian listrik, kapasitor dibedakan menjadi kapasitor berpolar, yang mempunyai kutub positif dan kutub negatif. Dan juga kapasitor non polar, yang tidak mempunyai kutub, bila dipasang pada rangkaian arus bolak-balik (AC).

Ada dua cara pemasangan kapasitor, yaitu tanpa memperhatikan kutub-kutubnya (untuk kapasitor non polar) dan dengan memperhatikan kutub-kutubnya (untuk kapasitor polar). Beberapa kegunaan kapasitor, antara lain sebagai berikut:

a. menyimpan muatan listrik,

b. memilih gelombang radio (tuning),

c. sebagai perata arus pada rectifier,

d. sebagai komponen rangkaian starter kendaraan bermotor,

e. memadamkan bunga api pada sistem pengapian mobil,

f. sebagai filter dalam catu daya (power supply).

Kapasitas Kapasitor

Kapasitas kapasitor menyatakan kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan listrik. Kapasitas atau kapasitansi (lambang C ) didefinisikan sebagai perbandingan antara muatan listrik (q) yang tersimpan dalam kapasitor dan beda potensial (V ) antara kedua keping. Secara matematis kapasitas kapasitor dapat dituliskan sebagai berikut:

Dengan:

C = kapasitas kapasitor (F)

Q = muatan (C)

V = Beda potensial (Volt)

Besarnya kapasitas kapasitor keping sejajar yang memiliki luas penampang keping yang sama berbanding lurus dengan luas penampang keping dan berbanding terbalik dengan jarak antara kedua keping dan tergantung pada bahan dielektrik yang disisipkan di antara kedua keping tersebut, yang dapat dinyatakan dalam persamaan :

Apabila di antara keping sejajar diberi zat dielektrik, permitivitas ruang hampa atau udara diganti dengan permitivitas zat dielektrik.

dengan K adalah konstanta dielektrik. Dengan demikian, kapasitas kapasitor keping sejajar yang diberi zat dielektrik dirumuskan:

Susunan Kapasitor

Dalam rangkaian listrik ataupun rangkaian elektronika, kapasitor dapat disusun dalam dua cara, yaitu susunan seri dan paralel, tetapi dapat juga disusun gabungan susunan seri dan paralel.

1. Susunan Seri

Untuk memperoleh nilai kapasitas kapasitor yang lebih kecil daripada kapasitas semula adalah dengan menyusun beberapa kapasitor secara seri. Apabila rangkaian kapasitor seri diberi beda potensial, pada setiap kapasitor memperoleh jumlah muatan yang sama, meskipun besar kapasitasnya berlainan.

2. Susunan Paralel

Kapasitor yang dihubungkan paralel memiliki beda potensial yang sama karena pada masing-masing kapasitor terhubung langsung dengan sumber tegangan, akan tetapi muatan pada masing-masing kapasitor berbeda. Besarnya muatan total susunan kapasitor tersebut merupakan jumlah masing-masing muatan dalam kapasitor penyusunnya.

Energi Kapasitor

Kapasitor yang dihubungkan dengan sumber tegangan akan menyimpan energi dalam bentuk medan listrik. Besarnya energi listrik yang tersimpan dalam kapasitor sama dengan usaha yang dilakukan untuk memindahkan muatan listrik dari sumber tegangan ke dalam kapasitor tersebut.

Usaha yang diperlukan untuk mengisi muatan listrik dalam kapasitor dapat dinyatakan: