Pengertian Kapasitor Beserta Fungsi dan Jenis Kapasitor - Kapasitor (Capasitor) atau biasa disebut juga dengan Kondensator (Condensator) adalah komponen yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik.
Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad yang diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791 - 1867) yang berasal dari Inggris. Farad merupakan satuan yang sangat besar, sehingga pada umumnya kapasitor yang digunakan di dalam perangkat elektronika adalah satuan Farad yang dikecilkan menjadi pikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.
Untuk Konversi Satuan Farad sebagai berikut :
Kapasitor terdiri dari 2 plat konduktor yang pada umumnya terbuat dari logam dan sebuah isolator diantaranya sebagai pemisah. Di dalam rangkaian elektronika, Kapasitor disingkat dengan huruf "C".
Simbol Kapasitor
Setiap perangkat eletronika memiliki simbol sebagai lambang. Demikian pula dengan kapasitor. Berikut simbol kapasitor pada rangkaian elektronik.
Sejarah Kapasitor
Kapasitor ditemukan pada tahun 1975. Benda ini dibuat oleh seorang ilmuwan bernama Michael Farad. Selain itu, kapasitor juga dibuat terpisah oleh seorang ilmuwan yang bernama Pieter van Musschenbroek asal Belanda pada tahun 1946.
Oleh Pieter van Musschenbroek, kapasitor dibuat pertama kali di Unversitas Leyden. Karena hal itulah kapasitor tersebut kemudian dinamakan dengan kapasitor Leyden. Kamu bisa melihat bentuk pertama dari komponen tersebut pada gambar di bawah ini.
Sekilas, kapasitor memiliki bentuk dan tampilan yang menyerupai toples. Namun seiring dengan perkembangan zaman, kapasitor memiliki perubahan yang cepat dan pesat. Selain bentuknya yang semakin kecil, bentu terseubt juga semakin banyak diaplikasikan pada berbagai perangkat elektronik.
Fungsi Kapasitor
Fungsi dari kapasitor sangat diperlukan dalam suatu rangkaian elekronika, hal ini menjadikan kapasitor sebagai salah satu jenis komponen elektronika yang paling sering digunakan. Kalian bisa perhatikan dibawah ini adalah beberapa fungsi dari Kapasitor dalam rangkaian elektronika :
- Penghemat daya listrik (impedansi) - Dalam hal ini kapasitor memiliki daya resistansi dengan nilai yang menyesuaikan dengan frekuensi yang ada. Hal tersebut bermanfaat sebagai penghemat listrik, khususnya pada sebuah lampu neon.
- Pengatur tegangan - Pada dasarnya, fungsi kapasitor adalah meratakan tegangan DC. Tegangan tersebut dipakai untuk mengupayakan perubahan tegangan dari AC menuju DC serta membangkitkan gelombang oscillator.
- Mencegah loncatan listrik - Kapasitor memiliki peran untuk mencegah loncatan listrik pada kumparan yang mengakibatkan arus listrik terputus.
- Pembangkit frekuensi - Kapasitor berfungsi sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antena. Dengan menggunakan jenis kapasitor yang tepat, frekuensi pada antena akan menjadi lebih stabil.
- Kopling/penghubung rangkaian - Kapasitor berfungsi sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan yang lain. Komponen elektronika yang satu ini mampu menjadi penghubung amplifier tingkat rendah ke amplifier tingkat tinggi yang baik pada rangkaian listrik.
- Filter tegangan listrik - Fungsi kapasitor sebagai filter adalah rangkaian yang memungkinkan arus dan tegangan dari frekuensi dan bentuk gelombang tertentu melewatinya. Reaktansi kapasitor berbanding terbalik dengan frekuensi. Dengan mengontrol atau mengubah reaktansi, kita dapat mengontrol frekuensi yang diinginkan melalui rangkaian tersebut.
- Menstabilkan arus listrik - Kapasitor juga memainkan peran penting dalam sirkuit logika switching berkecepatan tinggi. Level tegangan sirkuit seperti itum yang seharusnya stabil, dapat berubah dengan fluktuasi arus, sehingga menimbulkan sinyal gangguan atau kesalahan. Kapasitor decoupling dibangun ke dalam sirkuit untuk menstabilkan arus dan juga meminimalisir sinyal kebisingan yang timbul akibat arus listrik yang tidak stabil.
Jenis-jenis Kapasitor
Seperti halnya dengan komponen elektronika lainnya, kapasitor juga memiliki banyak macamnya. Berdasarkan bahan isolator dan nilainya, kapasitor dibagi menjadi 2 jenis yaitu kapasitor nilai tetap dan kapasitor variable. Berikut macam kapasitor beserta penjelasannya :
1. Kapasitor Berdasarkan Fungsi dan Kegunaannya
Berdasarkan fungsi dan kegunaannya kapasitor dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:
- Kapasitor Nilai Tetap (Fixed Capacitor)
Kapasitor nilai tetap adalah kapasitor yang nilainya konstan atau tidak berubah-ubah (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah). Contohnya dapat kalian temukan pada kapasitor mika, kapasitor keramik, kapasitor tantalum dan lain sebagainya.
- Kapasitor Variable (Variable Capacitor)
Kapasitor Variable adalah jenis kapasitor yang kapasitasnya dapat diubah. Kapasitor ini dapat berubah kapasitasnya karena secara fisik memiliki poros yang dapat diputar dengan menggunakan obeng. Contohnya dapat kalian temukan pada trimmer, variabel condensator (varco) dan lain sebagainya.
2. Kapasitor Berdasarkan Bahan Pembuatnya
Jenis selanjutnya adalah jenis kapasitor yang dibedakan berdasarkan bahan-bahan pembuatannya. Untuk membuat sebuah kapasitor, bahan-bahan yang digunakan secara umum adalah jenis bahan dielektrik.
Contoh bahan dielektrik yang digunakan dalam sebuah kapasitor adalah sebagai berikut:
- Kapasitor Keramik
Kapasitor Keramik (Ceramic Capacitor) adalah kapasitor yang bahan Isolatornya terbuat dari keramik dan bentuknya ada yang bulat tipis, ada yang persegi empat berwarna merah, hijau, coklat dan lainnya. Dalam pemasangannya di papan rangkaian (PCB), boleh dibolak-balik karena kapasitor keramik tidak memiliki arah atau polaritas. Pada umumnya, Nilai kapasitor keramik berkisar antara 1pF sampai 0.01µF. Dengan tegangan kerja maksimal 25 Volt sampai 100 Volt, tetapi juga ada yang sampai ribuan Volt.
Kapasitor yang berbentuk chip (Chip Capacitor) umumnya terbuat dari bahan keramik dan memiliki ukuran yang sangat kecil karena untuk memenuhi kebutuhan perangkat elektronik yang dirancang makin kecil dan dapat dipasang oleh Produksi SMT (Surface Mount Technology) yang berkecepatan tinggi.
- Kapasitor Polyester
Kapasitor Polyester (Polyester Capacitor) adalah kapasitor yang terbuat dari bahan polyester dan berbentuk persegi empat. Untuk pemasangan kapasitor polyester pada papan rangkaian (PCB) juga sama seperti kapasitor keramik, boleh dibolak-balik karena tidak memiliki polaritas arah.
- Kapasitor Kertas
Kapasitor Kertas (Paper Capacitor) adalah kapasitor yang terbuat dari bahan kertas. Nilai kapasitor kertas berkisar antara 300pF sampai 4µF. Sama halnya dengan kapasitor keramik, kapasitor kertas juga dapat dipasang bolak-balik pada rangkaian elektronika karena tidak memiliki polaritas arah.
- Kapasitor Mika
Kapasitor Mika (Mica Capacitor) adalah kapasitor yang terbuat dari bahan mika. Nilai kapasitor mika berkisar antara 50pF sampai 0.02µF. Sama halnya seperti ketiga kapasitor di atas, kapasitor mika juga dapat dipasang bolak-balik karena tidak memiliki polaritas arah.
- Kapasitor Elektrolit
Kapasitor Elektrolit (Electrolyte Capacitor) adalah kapasitor yang bahan isolatornya terbuat dari elektrolit dan berbentuk tabung atau silinder. Kapasitor elektrolit sering disebut juga dengan ELCO (Electrolyte Condenser). Electrolyte Condenser sering dipakai pada rangakaian elektronika yang membutuhkan Kapasitansi (Capacitance) yang tinggi. ELCO menggunakan bahan alumunium sebagai pembungkus dan juga sebagai terminal Negatif-nya.
Nilai kapasitasnya berkisar antara 0.47µF (mikroFarad) sampai ribuan mikroFarad dengan Voltase kerja dari beberapa volt hingga ribuan volt. Pada badan ELCO biasanya tertera Nilai kapasitansi, Tegangan (Voltage) dan terminal Negatif-nya. Yang harus kamu perhatikan adalah kapasitor dapat meledak jika polaritas pemasangannya terbalik dan melampaui batas kemampuan tegangan.
- Kapasitor Tantalum
Sama halnya seperti ELCO, kapasitor tantalum juga memiliki polaritas arah Positif (+) dan Negatif (-) dan bahan isolatornya juga berasal dari elektrolit. Disebut dengan kapasitor tantalum karena bahan yang dipakai adalah logam Tantalum sebagai Terminal Anodanya (+). Kapasitor jenis ini dapat beroperasi atau bekerja pada suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan jenis kapasitor elektrolit dan juga memiliki kapasitansi (Capacitance) yang besar tetapi dapat dikemas dalam ukuran yang lebih kecil. Maka dari itu, kapasitor tantalum memiliki harga yang cukup mahal dibandingkan dengan kapasitor jenis lainnya.
Rumus Kapasitor
Michael Faraday menciptakan sebuah rumus kapasitor, dimana rumus tersebut sekarang digunakan oleh banyak orang. Rumus tersebut juga sederhana, yakni Q=CV. Penjelasan dari rumus tersebut yaitu.
Q menjadi muatan electron dalam satuan Coulumb (C), dengan C sebagai nilai kapasitas yang mempunyai satuan (F) dan V merupakan tinggi sebuah tegangan, tertulis dalam satuan Volt (V).
Saat praktek langsung membuat sebuah kapasitor, perhitungan kapasitansi dilakukan dengan mencari luas dari daerah plat metal yang dilambangkan dengan A, kemudian jarak antar dua buah plat metal (t), serta konstanta dari bahan dielektrik (k). Sehingga diperoleh rumus kapasitor adalah:
C = (8,85 x 10 ^-12)(k A/t)
Terdapat tiga rumus yang bia digunakan. Ketiga rumus tersebut mempunyai fungsi perhitungan yang berbeda-beda. Agar bisa lebih mudah memahaminya, silahkan simak ulasannya di bawah ini.
1. Rumus Kapasitor Keping Sejajar
Kapasitor keping sejajar adalah kapasitor yang memiliki dua keping konduktor dengan luas yang sama. Kemudian keduanya dipasang dengan posisi sejajar.
2. Rumus Kapasitas Kapasitor
Kapasitas kapasitor adalah kemampuan sebuah rangkaian kondensator untuk menyimpan muatan listrik. Nilai kapasitor merupakan perbandingan antara nilai muatan yang tersimpan dengan beda potensial dan konduktor.
3. Kapasitas Kapasitor Bentuk Bola
Apabila kapasitor yang digunakan berbentuk bola. Maka rumus untuk menghitung nilai dari kapasitasnya berbeda lagi. Untuk mencari kapasitas dari kapasitor bentuk bola yakni dengan menggunakan rumus kapasitor berikut.
Macam-Macam Rangkaian Kapasitor
Terdapat dua jenis rangkaian kapasitor yang biasa digunakan para teknisi ketika mengalami tidak menemukan nilai kapasitor yang dikehendakinya. Kedua rangkaian tersebut adalah rangkaian paralel dan seri.
1. Rangkaian Seri Kapasitor
Rangkaian kapasitor sering adalah rangkaian yang dibuat dengan cara menyambungkan kaki-kaki kapasitor dalam satu garis lurus. Pada rangkaian seri, ketika kalian ingin mencari hambatan. Maka hambatan totalnya hanya perlu dijumlahkan saja.
Untuk mendapatkan hasil perhitungannya, kalian bisa menggunakan rumus kapasitor seri, berikut rumusnya:
Rumus :
1/Ctotal = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + 1/C4 + …. + 1/Cn
Dimana :
2. Rangkaian Paralel Kapasitor
Rangkaian kapasitor paralel adalah rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih kapasitor yang disusun dengan bentuk paralel atau berderet. Untuk jenis kapasitor paralel, susunan rangkaian paralel dapat kalian lihat pada gambar di atas.
Untuk perhitungan nilai kapasitas rangkaian paralel pada kapasitor, kalian bisa menggunakan rumus kapasitor paralel, yaitu:
Rumus :
Ctotal = C1 + C2 + C3 + C4 + …. + Cn
Dimana :
3. Rangkaian Gabungan
Rangkaian gabungan adalah rangkaian kapasitor yang terdiri dari perpaduan antara rangkaian seri dan paralel.
Untuk menghitung nilai kapasitas dari rangkaian gabungan, kalian bisa menghitungnya menggunakan rumus kapasitor gabungan di atas, yaitu dengan menghitung masing-masing rangkaian, antara seri dan paralel kemudian menjumlahkannya.
Cara Kerja Kapasitor
Cara kerja kapasitor intinya merupakan usaha agar muatan listrik dapat mengalir menuju kapasitor. Ketika muatan listrik sudah mengisi penuh kapasitor, maka akan terjadi perubahan pada tegangan. Kemudian, muatan elektron yang tadinya berada di dalam kapasitor akan keluar, lalu menuju ke rangkaian yang memerlukannya. Dengan demikian, rangkaian yang ada akan mengalami reaksi.
Akan tetapi, walaupun komponen pada kondensator ukuran dan bentuk yang tidak sama, fungsi dari alat tersebut tetap dibutuhkan pada komponen hingga rangkaian yang memiliki muatan listrik. Adapun sebuah isolator yang berfungsi memisahkan dua buah piringan yang ada pada alat tersebut tidak bisa dilewati elektron.
Ketika baterai belum tersambung, dua piringan tersebut masih belum dimuat listrik. Sedangkan ketika sudah disambungkan dengan baterai, maka titik yang merupakan pertemuan sisi negatif dengan kawat akan terdapat reaksi penolakan muatan. Untuk sisi positifnya justru memiliki reaksi menarik muatan tersebut.
Setelah itu, elektron akan menyebar menuju semua piringan alat ini. Sehingga dalam waktu singkat muatan listrik akan menuju ke arah dalam piringan pada sisi kanan. Sedangkan pada sisi kiri, elektron tersebutu menuju keluar piringan. Dalam keadaan demikian, arus akan mengalir lewat kapasitor, meskipun sesungguhnya tidak terdapat listrik yang menyebar di antara duah buah piringan.
Ketika di bagian luar piringan sudah mengandung muatan, lambat lalun muatan baru baterai akan tertolak. Hal itu disebabkan karena turunnya arus hingga dua piringan memiliki tegangan yang sama dengan baterai. Pada sisi kanan piringan, akan terjadi kelebihan muatan (-Q), sedangkan pada sisi kiri dimuati dengan +Q.
Prinsip Kerja Kapasitor
Setelah memahami bagaimana sebuah kapasitor bekerja. Agar lebih memahaminya, simak prinsip kerja kapasitor adalah sebagai berikut:
- Apabila dua plat atau lebih dalam kondisi berhadapan, kemudian plat tersebut dibatasi oleh penyekat. Ketika masing-masing plat dialiri listrik, maka akan terbentuklah kondensator.
- Kedua plat yang saling berhadapan, bahan dielektrum, serta jarak antara kedua plat akan memengaruhi nilai kapasitas dari sebuah kapasitor.
- Kapasitansi panic terjadi apabila adanya komponen-komponen yang saling berdekatan. Kemudian menyebabkan terjadinya kapasitor liar.
Penggunaan Kapasitor Pada Perangkat Listrik
Kapasitor merupakan sebuah komponen elektronika yang sering diaplikasikan pada berbagai perangkat elektronik. Perangkat elektronik yang menggunakan kapasitor diantaranya adalah sebagai berikut:
- Lampu flash kamera.
- Filter dari power supply.
- Digunakan dalam pengapian mobil.
- Papan sirkuit elektrik komputer.
- Menyekat arus AC dan DC dan lain sebagainya.
Nah demikianlah penjelasan mengenai pengertian kapasitor, jenis, macam, rumus, fungsi dan cara kerjanya. Semoga artikel di atas bermanfaat bagi kita semua. Sekian dan terimakasih.