Kapasitor – Pengertian, Fungsi, Jenis,dan Rumus Lengkap

Halo sahabat Studio Literasi, di artikel kali ini kita akan belajar tentang jenis kapasitor. Benda ini memiliki fungsi penting dalam kehidupan kita. Kalian pasti sering berpikir bagaimana lampu atau alarm bisa menyala hanya dengan sensor. Ternyata, terjadinya itu semua didukung dengan adanya kapasitor. Lalu apa fungsi kapasitor yang sebenarnya? Pelajari selengkapnya di bawah ini!

Pengertian kapasitor

Kapasitor adalah salah satu jenis elektronika yang mampu menyimpan arus listrik dalam batas waktu tertentu. Kapasitor disebut juga dengan kondensator. Sehingga bisa dikatakan kondensator adalah konduktor yang memiliki sifat pasif dan banyak dipakai untuk membuat rangkaian listrik. Satuan kapasitor adalah Farad.

Satuan Farad sendiri diambil dari nama penemunya yang berasal dari Inggris, yaitu Michael Faraday (1791-1867). Namun, Farad merupakan satuan yang sangat besar sehingga umumnya kondensator yang digunakan dalam peralatan elektronika menggunakan satuan yang telah dikecilkan menjadi piko Farad, nano Farad dan micro Farad.

Berikut konversi satuan Farad:

• 1 Farad = 1.000.000 µF(micro Farad)
• 1 µF = 1.000 nF (nano Farad)
• 1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad)
• 1nF = 1.000 pF (piko Farad)

Dalam menyimpan listrik, kondensator memiliki sistem yang berbeda dengan akumulator, di mana dalam sistem tersebut tidak ada perubahan kimia.

Fungsi Kapasitor

Dalam suatu elektronika, fungsi kapasitor sangatlah penting. Adapun fungsi kapasitor terbagi menjadi 2 kategori. Yang pertama memiliki kapasitas tetap dan yang kedua memiliki kapasitas variabel atau bisa diubah-ubah.

Fungsi kapasitor yang lainnya adalah:

1. Sebagai penyimpanan arus dan tegangan listrik dalam waktu tertentu.
2. Berfungsi sebagai power supply atau adaptor, penyaring dalam suatu rangkaian elektronika.
3. Menghilangkan percikan apa (bouncing) ketika dipasang pada saklar.
4. Berfungsi sebagai kopling antara rangkaian listrik yang satu dengan yang lain.
5. Mampu menghemat daya saat dipasang pada lampu neon.
6. Sebagai penahan arus listrik (isolator) pada arus DC atau searah.
7. Penghantar arus listrik (konduktor) untuk arus bolak-balik atau AC.
8. Pada rangkaian pengubah tegangan AC ke DC (adaptor), fungsi kapasitor adalah pemerata gelombang tegangan AC.
9. Sebagai pembangkit gelombang AC atau osilator.
10. Sebagai pembangkit frekuensi pada antena

Jenis Kondensator

Terdapat beberapa jenis kapasitor, di antaranya adalah elektrostatis, elektrokimia dan elektrolitik. Berikut penjelasannya.

1. Kondensator Elektrostatis

Jenis kapasitor ini terbuat dari bahan keramik, film dan mika. Namun bahan keramik dan mika adalah yang paling sering digunakan karena mudah didapatkan. Jenis kapasitor elektrostatis termasuk ke dalam kondensator non-polar. 

2. Kondensator Elektrokimia

Jenis kapasitor elektrokimia terbuat dari bahan kimia. Jenis ini biasanya ditemukan pada baterai dan aki. Kedua benda tersebut memiliki kapasitas cukup besar dan tingkat kebocoran arus yang begitu kecil.

3. Kondensator Elektrolitik

Jenis kapasitor elektrolitik terbuat dari dari lapisan metal-oksida. Pembuatan jenis ini bisa disebut juga dengan elektrolisis yang berbentuk kutub negatif (-) dan kutub positif (+).

Rangkaian Pada Kondensator

Layaknya resistor, jenis kapasitor juga memiliki dua rangkaian yaitu seri dan paralel. Berikut penjelasannya.

1. Rangkaian Seri Kondensator

Rangkaian seri  berfungsi menghubungkan kutub yang tidak sejenis antar kondensator. Rangkaian ini disusun dalam satu garis lurus dan tidak bercabang. Ketika suatu rangkaian disusun secara seri, maka kondensator pengganti total dari seluruh kondensator yang ada pada rangkaian tersebut dapat ditentukan.

Kondensator pengganti pada rangkaian seri:

1Ctotal = 1C1 + 1C2 + 1C3 + .. + Cn

Qtotal = Q1 = Q2 = Q3 = .. = Qn

Vtotal = V1 = V2 = V3 = .. = Vn

Pada rangkaian ini terdapat beberapa aturan yang berlaku, di antaranya:

• Muatan yang ada di setiap kondensator dan kondensator pengganti jumlahnya sama

Qs = Q1 = Q2 = Q3 = Q4 = .. = Qn

• Beda potensial (V) pada masing-masing kondensator dan ujung-ung pengganti kondensator jumlahnya sama

Vs = V1 + V2 + V3 + V4 + .. + Vn

• Berikut rumus untuk mencari kapasitas kondensator pengganti

Cs = 1C1+ 1C2+ 1C3+ 1C4+ .. + 1Cn

• Berikut rumus untuk mencari banyaknya (n) kapasitor yang kapasitasnya sama

Cs = Cn

Kapasitas pengganti dari rangkaian seri beberapa kapasitor selalu lebih kecil, karena rangkaian tersebut dapat dimanfaatkan untuk memperkecil kapasitas suatu kapasitor.

2. Rangkaian Paralel Kondensator

Rangkaian paralel berfungsi menghubungkan kutub yang sejenis pada kondensator.

kondensator pengganti dalam rangkaian paralel:

Ctotal = C1 + C2 + C3 + .. + Cn

Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + .. + Qn

Vtotal = V1+ V2 + V3 + .. + Vn

Berikut aturan yang berlaku dalam rangkaian paralel di antaranya:

• Jumlah muatan pengganti dan masing-masing kondensator sama

Qp = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + .. + Qn

• Nilai beda potensial (V) dari masing-masing kondensator dan sumbernya sama

Vp = V1 + V2 + V3 + V4 + .. + Qn

• Jumlah seluruh kapasitas dalam suatu rangkaian paralel sama dengan jumlah kondensator penggantinya

Cp = C1 + C2 + C3 + C4 + .. + Cn

3. Rangkaian Seri-Paralel Kondensator

Rangkaian ini merupakan gabungan dari susunan seri dan paralel. Perhitungannya masing-masing menggunakan rumus yang sama pada susunan seri dan paralel di atas.

Note: Kalian harus memahami perbedaan susunan seri dan paralel agar mampu mengidentifikasi keduanya.

4. Rangkaian Energi Kondensator

Untuk memberikan muatan pada suatu kondensator diperlukan sebuah usaha listrik. Kemudian usaha listrik ini nantinya akan disimpan oleh kondensator sebagai energi.

Persamaan energi pada kondensator dapat ditulis:

W = 1.2C.V2 = 1.2Q.V = 1.2Q.2C

Keterangan:

• W = Energi kapasitor
• Q = Muatan listrik (satuan Coulomb {C})
• V = Potensial listrik

Baca juga: Energi dan Daya Listrik

Simbol dan Rumus

Berikut simbol-simbol kondensator sesuai dengan nama komponen masing-masing:

Sementara rumus kapasitor digunakan untuk menghitung besaran nilai muatan listrik yang dihasilkan oleh jenis kapasitor atau muatan listrik itu sendiri.

Berikut rumus yang digunakan untuk menghitung kapasitor dengan satuan Farad (F):

Q = C.V

Keterangan

1. Q = Muatan listrik (C)
2. C = Kapasitas (F)
3. V = Tegangan (V)

[1 Coloumb sama dengan 6,3*1018 Elektron]

• Rumus kapasitor pada rangkaian seri

1Ctotal= 1C1+ 1C2+ 1C3+ .. + 1Cn

• Rumus kapasitor rangkaian paralel

Ctotal = C1 + C2 + C3

• Rumus kapasitor rangkaian gabungan seri-paralel

Cara menghitung kapasitor pada rangkaian gabungan yaitu dicari besaran rangkaian serinya terlebih dahulu, kemudian dijumlahkan dengan rangkaian paralel

Ctotal= Cseri + Cparalel

Macam-Macam Kondensator

1. Kondensator Tetap

Kondensator tetap mempunyai nilai kapasitas yang tidak berubah dan telah ditetapkan oleh pabrik asal pembuatannya. Berikut yang termasuk jenis kondensator tetap:

2. Kondensator Variabel (Tidak Tetap)

Kondensator variabel mempunyai nilai kapasitas yang bisa diubah dan diatur sesuai dengan kebutuhan. Berikut yang termasuk jenis kondensator variabel:

Sampai sini pembahasan kita mengenai fungsi dan jenis kapasitor atau kondensator. Jangan sampai salah memahami rangkaiannya, ya! Sampai jumpa di artikel Studio Literasi selanjutnya.