Pengertian Kapasitor – Penggunaan kapasitor di bidang elektronika sangat luas mengingat fungsi kapasitor sebagai penyimpan muatan listrik dalam waktu tertentu. Oleh karena itu komponen kapasitor sudah tidak asing di kalangan para pecinta elektro atau ahli elektronika karena fungsinya yang sangat penting untuk alat listrik.
Tanpa adanya kapasitor, peralatan elektronik yang memerlukan daya listrik tidak bisa dioperasikan karena daya listrik tersebut tidak dapat mengalir dengan optimal. Sehingga hampir setiap perangkat elektronik memiliki komponen kapasitor untuk menyimpan elektron atau arus listrik pada rangkaiannya.
Bagi kamu yang masih pemula atau baru belajar untuk mengenal komponen elektronika, maka kapasitor adalah salah satu komponen pertama yang harus kamu pahami. Pada artikel ini akan dibahas secara lengkap mengenai pengertian kapasitor, fungsi kapasitor, rumus hingga jenis-jenis kapasitor.
Baca juga: Pengertian Panel Listrik
Kapasitor memiliki sifat dasar sebagai komponen elektronik yang dapat menyimpan muatan listrik serta sebagai penahan arus listrik. Selain sebagai penyimpan muatan listrik, kapasitor juga memiliki ragam fungsi yang membuatnya digunakan dalam berbagai peralatan elektronik. Fungsi kapasitor adalah sebagai berikut:
1. Sebagai Penyimpan Muatan Listrik
Fungsi utama kapasitor adalah sebagai penyimpan muatan listrik pada rangkaian elektronika. Kapasitor merupakan jenis komponen elektronika pasif yang menyimpan arus listrik pada periode waktu tertentu.
Meski begitu, penyimpanan muatan listrik oleh kapasitor berbeda dari cara penyimpanan muatan listrik oleh baterai yang mengalami perubahan kimia.
2. Sebagai Penyaring atau Filter
Fungsi lain dari kapasitor adalah dapat menyaring bagian sinyal yang tidak diinginkan kemudian menghapus sinyal tersebut. Kapasitor sebagai filter berbentuk rangkaian yang memungkinkan bentuk gelombang tertentu maupun tegangan dan arus dari frekuensi melewatinya.
Fungsi kapasitor sebagai penyaring atau filter ini akan membuat gangguan atau noise dari frekuensi radio dapat diredam atau dikurangi. Namun, frekuensi radio yang bisa disaring oleh kapasitor hanyalah frekuensi rendah dan dari sinyal yang dekat.
Kapasitor sebagai filter dapat diubah reaktansinya untuk mengontrol tingkat frekuensi yang diinginkan untuk melewati rangkaian.
3. Sebagai Penguhubung Kopling
Kapasitor juga berfungsi sebagai penghubung kopling antara rangkaian elektronika satu dan lainnya. Kapasitor berperan sebagai penghubung dua rangkaian seri yang mempunyai sinyal AC, kapasitor pada rangkaian kemudian akan menghalangi sinyal DC memasuki rangkaian yang kedua.
4. Sebagai Sekring
Pada rangkaian arus listrik di rumah-rumah ataupun bangunan sering terjadi gangguan berupa adanya arus pendek atau kelebihan muatan listrik di rangkaian listrik, kondisi aliran arus pendek ini tentu sangat berbahaya karena dapat menyebabkan kebakaran pada rangkaian listrik dan merembet ke bangunan.
Kapasitor berperan sebagai detektor yang mendeteksi terjadinya arus pendek pada rangkaian atau kelebihan muatan listrik. Ketika kapasitor mendeteksi terjadinya anomali pada rangkaian listrik, maka kapasitor akan langsung memutus aliran listrik langsung dari sumber arus.
Cara ini dapat mengamankan rangkaian listrik.
5. Sebagai Power Supply
Fungsi kapasitor berikutnya adalah sebagai catu daya atau power supply. Namun, kapasitor yang berfungsi sebagai power supply adalah kapasitor berjenis kapasitif dropper. Kapasitor pada rangkaian listrik kemudian mengurangi tegangan listrik pada rangkaian.
Kapasitor dengan fungsi sebagai power supply banyak ditemukan pada mobil. Kapasitor pada mobil berfungsi sebagai sumber arus awal yang akan menyalurkan arus listrik dengan cepat ke bagian aki mobil.
6. Sebagai Penyeimbang Penghantar Listrik
Aliran listrik AC dari sumber PLN maupun dari sumber listrik lainnya tidak selalu stabil, seringkali beberapa komponen pada rangkaian elektronik tidak mendapat aliran listrik yang cukup. Hal ini akan menyebabkan kinerja perangkat elektronik tidak optimal.
Keberadaan kapasitor pada rangkaian elektronik akan memberi pasokan listrik yang cukup sehingga aliran listrik seimbang.
7. Sebagai Penstabil Fluktuasi Sinyal
Sinyal yang mengalir pada rangkaian listrik tidak selalu stabil dan terkadang fluktuatif, sinyal fluktuatif banyak terjadi pada sirkuit logika switching berkecepatan tinggi. Fluktuasi arus dapat menyebabkan timbulnya noise atau sinyal gangguan.
Dengan adanya kapasitor, maka rangkaian arus listrik AC akan disearahkan menjadi DC. Kapasitor yang memiliki kemampuan penstabil sinyal adalah smoothing capacitor. Apabila sinyal telah diubah menjadi listrik DC, maka sinyal akan lebih stabil.
Baca juga: Kode Warna Resistor
Rumus Kapasitor
Rumus untuk menghitung muatan listrik berbeda-beda bergantung kepada jenis rangkaian pada kapasitor, yakni rangkaian paralel, seri serta seri dan paralel. Masing-masing kapasitas kapasitor tersebut menggunakan satuan Farad (F).
Rumus Kapasitor:
Sebelum membahas rumus kapasitor rangkaian paralel, pertama-tama harus dipahami rumus untuk menghitung kapasitas kapasitor secara umum sebagai berikut:
Q = C . V
Keterangan:
- C = nilai kapasitas dalam satuan farad (F)
- Q = muatan elektron dalam satuan Coulombs ©
- V = tegangan dalam satuan Volt (V)
- (1 Coulomb = 6,3*1018 Elektron)
Berikut rumus hitung kapasitas kapasitor berdasarkan jenis rangkaian:
1. Rumus Kapasitor Paralel
Pada rangkaian paralel tidak terjadi pembagian tegangan atau muatan listrik.
C Total = C1 + C2 + C3 + … + Cn
2. Rumus Kapasitor Seri
Pada rangkaian seri, muatan listrik mengalami pembagian di setiap titiknya dari sumber tegangan.
1/C Total = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + … + 1/Cn
3. Rumus Kapasitor Seri dan Paralel
Pada kapasitor seri dan paralel, maka rumus rangkaian seri dan paralel di atas harus dikombinasikan menjadi:
C Total = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + … + 1/Cn
Setelah membahas fungsi kapasitor dan rumus kapasitor, mari kita bahas jenis-jenis dan cara kerja kapasitor secara lengkap.
Jenis-jenis Kapasitor
Kapasitor secara umum dibedakan menjadi dua kategori yakni:
- Kapasitor bernilai tetap yakni kapasitas tetap dan tidak bisa diubah-ubah
- Kapasitor variabel yakni kapasitor dengan kapasitas dapat berubah-ubah.
Masing-masing kategori kapasitor terdiri dari beberapa jenis sebagai berikut:
A. Kapasitor Bernilai Tetap (Fixed Capacitor)
Kapasitor tetap adalah kapasitor dengan nilai kapasitansi tidak bisa diubah karena sudah ditetapkan secara permanen oleh produsennya, ukuran dan bentuk kapasitor ini bervariasi tergantung material yang digunakan. Kapasitor tetap terdiri dari berbagai jenis dengan zat dielektrik berbeda sebagai berikut:
1. Kapasitor Keramik (Ceramic Capasitor)
Jenis kapasitor yang pertama ini memiliki zat dielektrik dari material titanium acid barium, kelebihan komponen dari kapasitor ini adalah dapat digunakan pada rangkaian berfrekuensi tinggi karena tidak dibangun seperti koil.
Apabila kapasitor digunakan pada frekuensi tinggi, maka sifat respons frekuensi harus dipertimbangkan. Respon frekuensi dinyatakan dalam satuan disebut quality factor (Q). Namun, jenis kapasitor keramik tidak cocok diterapkan pada rangkaian analog karena akan mengubah bentuk sinyal.
2. Kapasitor Polyester (Polyester Capacitor)
Kapasitor polyester atau mylar menggunakan zat dielektrik berupa film polyester, kelebihan kapasitor ini adalah karakteristik suhunya yang lebih bagus serta cocok digunakan di frekuensi tinggi. Kapasitor polyester baik dipakai untuk rangkaian berfrekuensi tinggi serta rangkaian analog.
Toleransi kapasitor polyester adalah lebih kurang 5% sampai 10%.
3. Kapasitor Kertas (Paper Capacitor)
Kapasitor kertas adalah kapasitor terbuat dari lapisan tipis aluminium yang dibungkus oleh lapisan kertas tisu, lapisan tipis lilin diletakkan di atas agar kelembaban kertas menghilang. Pada jenis kapasitor kertas matellised, lapisan tipis aluminium diganti dengan lapisan logam untuk elektrodanya.
Kapasitor kertas memiliki kapasitansi antara 0,001 mikro Farad hingga 0,2 μF. Sementara tegangan maksimumnya mencapai 100 V.
4. Kapasitor Mika (Mica Capacitor)
Kapasitor mika menggunakan zat dielektrik berupa mika. Kapasitor mika memiliki kelebihan berupa karakteristik frekuensi yang bagus sehingga dimanfaatkan pada rangkaian resonans. Tingkat kestabilan kapasitor mika cukup tinggi karena koefisien temperaturnya yang kecil. Harga kapasitor ini relative mahal.
5. Kapasitor Elektrolit (Electrolyte Capacitor)
Kapasitor elektrolit menggunakan material dielektrik dari bahan metal oksida. Sementara bagian elektroda pada kapasitor elektrolit dibuat dari material aluminium dengan membrane oksidasi tipis. Kapasitor elektrolit memiliki polar tanda + (plus) dan – (minus) pada bodi kapasitornya.
Oleh karena itu, pemasangan kapasitor elektrolit harus sangat memperhatikan tanda + dan – agar tidak terbalik. Apabila polaritas terbalik dapat menimbulkan kerusakan termasuk ledakan. Agar kapasitas kapasitor lebih besar, plat aluminium kapasitor elektrolit digulung secara radial.
Kapasitor elektrolit biasanya digunakan untuk rangkaian power supply, low pass filter dan rangkaian pewaktu. Tegangan kerja kapasitor bisa dihitung dengan mengalikan dua kali tegangan catu daya.
Misalnya tegangan catu daya yang diberikan ke kapasitor 5 Volt, maka artinya tegangan kerja minimal kapasitor yang harus digunakan adalah 2 x 5 V = 10 V.
6. Kapasitor Tantalum
Kapasitor tantalum adalah jenis kapasitor tetap yang elektrodanya dibuat dari material tantalum. Pada kapasitor tantalum, polaritas bisa diketahui dengan cara mencari tanda + “positif” pada kapasitor yang menunjukkan bahwa pin di bawah tanda + adalah polaritas positif.
Pemasangan kapasitor tantalum tidak boleh terbalik. Kelebihan kapasitor tantalum dibandingkan kapasitor dari material aluminium adalah memiliki temperatur dan frekuensi yang lebih baik.
B. Kapasitor Variabel (Variable Capacitor)
Kapasitor variabel adalah jenis kapasitor dengan nilai kapasitansi tidak tetap karena bisa diubah-ubah berdasarkan keinginan penggunanya. Jenis kapasitor ini lebih fleksibel dibandingkan kapasitor tetap dan umumnya digunakan untuk perangkat elektronik tertentu. Berikut jenis-jenis kapasitor variabel di pasaran:
1. Trimmer
Kapasitor trimmer merupakan salah satu jenis kapasitor variabel dengan nilai kapasitas yang bisa diubah-ubah, nilai kapasitas pada kapasitor trimmer dapat diubah hanya dengan memutar bagian sktrup di sisi atas. Disarankan memutar skrup dengan obeng khusus agar tidak memunculkan efek kapasitans.
Bahan dielektrik pada kapasitor trimmer adalah keramik atau plastik yang memisahkan dua plat logam, nilai kapasitansinya berubah karena dipengaruhi oleh jarak kedua plat logam. Skrup yang diputar mempengaruhi jarak kedua plat. Kapasitansi pada kapasitor trimmer bisa mencapai 100 μF.
2. VARCO (Variable Condensator)
Variable condensator atau VARCO adalah kapasitor yang dibuat dari material logam dengan ukuran lebih besar dibandingkan kapasitor lainnya. Kapasitor VARCO banyak ditemukan pada perangkat radio atau antena karena bekerja dengan menyesuaikan sinyal frekuensi pada rangkaian elektronik.
Kapasitor VARCO memiliki kapasitansi antara 100 pF hingga 500 pF.
Baca juga: Pengertian dan Fungsi Resistor
Manfaat Kapasitor
Kapasitor adalah komponen pada rangkaian elektronik yang berperan penting dalam menyimpan arus listrik di dalamnya. Secara umum, kapasitor memiliki beberapa manfaat penting sebagai berikut:
- Kapasitor memiliki manfaat dalam menghemat listrik, contohnya pada lampu neon.
- Kapasitor memiliki manfaat dalam menentukan frekuensi, contohnya pada rangkaian osilator.
- Kapasitor bermanfaat dalam menggeser fasa pada rangkaian elektronik.
- Kapasitor bermanfaat untuk membangkitkan sinyal frekuensi, contohnya pada antena.
Cara Kerja Kapasitor
Saat kapasitor dihubungkan ke sumber tegangan baik itu sumber tegangan DC atau AC, maka kepingan atau piringannya akan terisi oleh elektron. Apabila elektron saling berpisah dari satu buah plat ke plat yang lainnya menyebabkan muatan elektron ada di antara kedua kepingan.
Muatan positif terkumpul di salah satu elektroda sementara muatan negatif berkumpul di ujung metal lainnya. Muatan negatif dan muatan positif tidak bisa saling mengalir ke kaki elektroda lainnya karena dipisahkan oleh zat dielektrik yang bersifat non-konduktif.
Muatan timbul karena muatan positif plat kehilangan elektron sementara muatan negatif pada plat muncul karena mendapatkan elektron. Muatan elektrik tetap tersimpan ketika tidak ada konduksi yang terjadi di ujung-ujung kaki metalnya (elektroda).
Cara Mengukur Kapasitor
Kapasitor memiliki kemampuan menyimpan muatan listrik yang disebut sebagai kapasitas atau kapasitansi. Kapasitansi diartikan sebagai kemampuan penyimpanan muatan elektron oleh kapasitor. Di abad ke 18, ilmuwan bernama Coulomb menghitung muatan listri. Nilai 1 Coulomb = 6,25 x 1018 elektron.
Kapasitor bisa diukur dengan alat multimeter digital. Caranya yakni:
- Posisi skala selector diatur ke arah simbol kapasitor.
- Probe dihubungkan ke terminal kapasitor.
- Nilai kapasitansi kapasitor akan muncul di layar multimeter digital.
Baca juga: Pengertian Relay, Simbol, Fungsi, Jenis, dan Cara Kerja Relay
Contoh Soal Kapasitor
- Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu.
- Kapasitas suatu kapasitor keping sejajar menjadi lebih kecil apabila jarak antar dua keping diperbesar.
- Kapasitas kapasitor dapat diperkecil dengan cara-cara sebagai berikut (1) dengan pasangan seri beberapa kapasitor dan (2) luas lempengnya diperkecil.
- Fungsi dari kapasitor adalah untuk menyimpan muatan listrik.
- Satuan muatan yang tersimpan pada kapasitor adalah farad.
- Kapasitor yang nilainya dapat diubah yaitu Kapasitor variabel.
- Tujuan pemasangan kapasitor pada motor kapasitor adalah untuk membuat motor tidak berisik alias halus.
- Jenis kapasitor sebagai filter dalam rangkaian penyearah adalah Kapasitor bipolar.
- Satuan standar internasional kapasitor dinyatakan dengan satuan Farad yang disimbolkan dengan F.
Secara sekilas, kapasitor mungkin hampir serupa dengan baterai dalam hal fungsinya untuk menyimpan muatan listrik. Namun, pada kapasitor tidak terjadi perubahan kimia di dalamnya menjadi listrik. Kapasitor adalah komponen pasif yang dapat bekerja tanpa membutuhkan arus panjar.
Komponen kapasitor banyak dimanfaatkan pada rangkaian elektronika, kapasitor terdiri dari dua buah konduktor berbahan logam yang dipisahkan komponen dielektrik berbahan isolator. Kapasitor berfungsi untuk menyimpan serta melepaskan arus listrik.
Itu tadi pembahasan mengenai pengertian kapasitor, fungsi kapasitor, manfaat, simbol kapasitor, rumus kapasitor, cara kerja, cara mengukur dan jenis-jenis kapasitor. Semoga bermanfaat.
Referensi:
- https://wikielektronika.com/pengertian-dan-fungsi-kapasitor/
- https://www.pintarnesia.com/kapasitor-lengkap/
- https://teknikelektronika.com/simbol-fungsi-kapasitor-beserta-jenis-jenis-kapasitor/
- https://www.toraccino.id/kapasitor/
- https://www.gurupendidikan.co.id/pengertian-kapasitor/
- https://sinaupedia.com/pengertian-kapasitor/
- https://riverspace.org/kapasitor/