Kapasitor

Kapasitor ialah sebuah benda yg mampu menyimpan muatan listrik. Benda ini terdiri dr dua pelat konduktor yg dipasang berdekatan satu sama lain tapi tak sampai bersinggungan. Benda ini dapat menyimpan tenaga listrik & dapat menyalurkannya kembali, kegunaannya mampu ananda dapatkan mirip pada lampu flash pada camera, pula banyak dipakai pada papan sirkuit elektrik pada komputer yg ananda pakai maupun pada banyak sekali peralatan elektronik.

Kapasitor [C] gambaran sederhananya terdiri dr dua keping sejajar yg mempunyai luasan [A] & dipisahkan dgn jarak yg sempit sejauh [d]. Seringkali kedua keping tersebut digulung menjadi silinder dgn sebuah insulator atau kertas selaku pemisah kedua keping. Pada gambar rangkaian listrik, simbolnya dinotasikan dengan:

[Simbol]

Berbagai tipe kapasitor, (kiri) keping sejajar, (tengah) silindris, (kanan) gambar beberapa contoh asli yg digunakan pada perlengkapan elektronik.

[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Perlu ananda ketahui bahwa meskipun memiliki fungsi yg hampir sama, tetapi baterai berbeda dgn kapasitor. Kapasitor berfungsi hanya sebagai penyimpan muatan listrik sementara, sedangkan baterai selain pula mampu menyimpan muatan listrik, baterai pula merupakan salah satu sumber tegangan listrik. Karena baterai perbedaan itu, baterai pula mempunyai simbol yg berlainan pada rangkaian listrik. Simbol baterai dinotasikan dengan:

[Simbol baterai]

Contoh penggunaan kedua simbol tersebut pada rangkaian listrik:

Kamu dapat mencari nilai kapasitas atau kapasitansi suatu kapasitor, yakni jumlah muatan listrik yg tersimpan. Untuk bentuk paling lazim yakni keping sejajar, persamaan kapasitansi dinotasikan dengan:

Dimana:

C = kapasitansi (F, Farad) (1 Farad = 1 Coulomb/Volt)

Q = muatan listrik (Coulomb)

V = beda berpotensi (Volt)

Nilai kapasitansi tak selalu bergantung pada nilai & . Besar nilai kapasitansi bergantung pada ukuran, bentuk & posisi kedua keping serta jenis material pemisahnya (insulator). Nilai usaha mampu berupa konkret atau negatif tergantung arah gaya kepada perpindahannya. Untuk jenis keping sejajar dimana keping sejajar memiliki luasan [A] & dipisahkan dgn jarak [d], mampu dinotasikan dgn rumus:

Dimana:

A = luasan penampang keping (m²)

d = jarak antar keping (m)

= permitivitas bahan penyekat ()

Jika antara kedua keping cuma ada udara atau vakum (tidak terdapat bahan penyekat), maka nilai permitivitasnya digunakan .

Muatan sebelum disisipkan materi penyekat () sama dgn muatan setelah disisipkan materi penyekat (), sesuai prinsip bahwa muatan bersifat awet. Beda potensialnya dinotasikan dgn rumus:

Kapasitor menyimpan energi dlm bentuk medan listrik. Besar energi [W] yg tersimpan pada mampu dicari menggunakan rumus:

Dimana:

W = jumlah energi yg tersimpan dlm kapasitor (Joule)

Rangkaian Kapasitor

Dua kapasitor atau lebih dapat disusun dengan-cara seri maupun paralel dlm satu rangkaian listrik. Rangkaian seri memiliki sifat-sifat yg berlawanan dgn rangkaian paralel. Berikut diberikan tabel sifat-sifatnya pada rangkaian seri & paralel.

 

Contoh Soal

Tiga kapasitor identik, dgn kapasitas 3 µF masing-masing, dihubungkan dgn sumber tegangan 12 V dlm suatu rangkaian seperti pada gambar di samping. Beda potensial antara titik Y & Z yaitu …. (Fisika Simak UI 2013)

(A) 9 V

(B) 8 V

(C) 4 V

(D) 3 V

(E) nol

SOLUSI:

Untuk bentuk variasi, kapasitansi ekivalen merupakan nilai adonan antara beberapa kapasitor yg disusun seri ataupun paralel atau biasa kita kenal dgn total kapasitansi. Dari soal diatas, pertama-tama kita tentukan kapasitansi ekivalen atau total kapasitansinya dahulu.

Muatan pada masing-masing keping kapasitor ekivalen (total) pada soal diatas yakni:

Ini adalah besar muatan pada masing-masing keping semula.

Beda potensial antara titik Y & Z yakni pada C3 ialah:

Jawaban: B

Kontributor: Ibadurrahman, S.T.

Mahasiswa S2 Teknik Mesin FTUI

Materi Wargamasyarakat.org lainnya:

1. Gerak Melingkar
2. Hukum Hooke
3. Hukum Newton