Empat Pilar – √ Pengertian Kapasitor : Fungsi, Jenis, Cara Kerja dan Satuan Kapasitor. Kapasitor merupakan komponen fundamental dalam dunia elektronik. Komponen pasif elektronik ini menyimpan dan melepaskan energi listrik, menjadikannya bagian penting dari berbagai perangkat dan sistem.
Baik kalian tengah menjelajahi dunia elektronik sebagai seorang hobiis atau profesional, memahami kapasitor adalah kunci penting. Dalam artikel ini, kita akan merambah lebih dalam ke dalam dunia kapasitor, menjelajahi definisinya, jenis-jenisnya, aplikasinya, dan lebih banyak lagi.
Pengertian Kapasitor
Kapasitor atau kondensator, yang ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867), pada dasarnya adalah suatu perangkat yang mampu menyimpan energi atau muatan listrik dalam medan listrik. Ini dilakukan dengan mengumpulkan ketidakseimbangan muatan internal atau komponen listrik yang mampu menyimpan muatan yang terbentuk oleh permukaan terkait (seperti piringan atau kepingan) yang dipisahkan oleh penyekat.
Ketika kapasitor dihubungkan ke sumber tegangan, piringan atau kepingan menjadi terisi elektron. Saat elektron berpindah dari satu plat ke plat lainnya, muatan elektron terakumulasi di antara kedua kepingan tersebut. Ini terjadi karena muatan positif pada plat yang kehilangan elektron dan muatan negatif pada plat yang mendapatkan elektron.
Kapasitor adalah komponen elektronika yang memiliki kemampuan untuk menyimpan elektron selama jangka waktu tertentu. Ini merupakan komponen pasif yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik, terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (juga dikenal sebagai bahan dielektrik), dan setiap konduktor disebut sebagai keping.
Sama seperti resistor, kapasitor adalah salah satu komponen pasif yang sering digunakan dalam rangkaian elektronika. Namun, kapasitor berbeda dari akumulator dalam hal penyimpanan muatan listrik, terutama karena tidak melibatkan perubahan kimia pada bahan kapasitor. Dengan kata lain, kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik. Kapasitor, atau yang lebih dikenal sebagai kondensator, merupakan komponen listrik yang dirancang sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik.
Fungsi Kapasitor
Setelah mengetahui Pengertian Kapasitor, selanjutnya kapasitor memiliki peranan yang penting dalam peralatan elektronika dan sering digunakan dalam berbagai rangkaian elektronika. Fungsi-fungsi kapasitor dalam rangkaian elektronika antara lain:
1. Penyimpan Arus atau Tegangan Listrik
Kapasitor berfungsi sebagai penyimpan sementara arus dan tegangan listrik. Ketika diberikan tegangan, kapasitor akan menyimpan muatan listrik pada platnya dan dapat melepaskannya saat diperlukan.
2. Konduktor Arus AC
Kapasitor memungkinkan arus bolak-balik (Alternating Current/AC) untuk melewati rangkaian. Ini membuatnya berguna dalam rangkaian seperti filter frekuensi atau kopling AC.
3. Isolator Arus DC
Kapasitor dapat menghambat arus searah (Direct Current/DC) karena muatan pada kapasitor hanya dapat berpindah sejenak sebelum mencapai keadaan stabil. Ini membuatnya berguna sebagai komponen yang mengisolasi arus DC.
4. Filter dalam Rangkaian Catu Daya
Kapasitor digunakan sebagai bagian dari filter dalam rangkaian catu daya untuk menghilangkan komponen frekuensi tinggi pada tegangan DC, sehingga memberikan tegangan yang lebih bersih dan stabil.
5. Kopling
Kapasitor digunakan sebagai komponen kopling dalam rangkaian untuk menghubungkan sinyal dari satu bagian rangkaian ke bagian lainnya tanpa mempengaruhi level DC.
6. Pembangkit Frekuensi dalam Rangkaian Osilator
Kapasitor digunakan dalam rangkaian osilator untuk membentuk gelombang osilasi pada frekuensi tertentu, yang penting dalam berbagai aplikasi seperti radio atau sirkuit clock dalam peralatan digital.
7. Penggeser Fasa
Kapasitor dapat digunakan untuk menggeser fasa antara tegangan dan arus dalam rangkaian. Ini memiliki aplikasi dalam kontrol fase pada motor listrik dan rangkaian kontrol daya.
8. Pemilih Gelombang Frekuensi
Kapasitor variabel yang dikombinasikan dengan spul antena dan osilator digunakan dalam aplikasi pemilihan gelombang frekuensi, seperti dalam radio penerima yang dapat disesuaikan dengan berbagai saluran frekuensi.
Dengan berbagai fungsi ini, kapasitor menjadi komponen penting yang mendukung kinerja berbagai rangkaian elektronika dan membantu dalam berbagai aplikasi teknologi modern.
Jenis-Jenis Kapasitor
Berdasarkan bahan Isolator dan nilainya, Kapasitor dapat dibagi menjadi 2 Jenis yaitu Kapasitor Nilai Tetap dan Kapasitor Variabel. Berikut ini adalah penjelasan singkatnya untuk masing-masing jenis Kapasitor :
A. Fixed Kapasitor
Kapasitor Nilai Tetap atau Fixed Capacitor adalah Kapasitor yang nilainya konstan atau tidak berubah-ubah. Berikut ini adalah Jenis-jenis Kapasitor yang nilainya Tetap :
1. Kapasitor Keramik (Ceramic Capacitor)
Kapasitor keramik adalah jenis kapasitor yang isolatornya terbuat dari bahan keramik dan memiliki bentuk bulat tipis atau persegi empat. Kapasitor keramik tidak memiliki arah atau polaritas tertentu, sehingga dapat dipasang dengan bebas dalam rangkaian elektronika. Biasanya, nilai kapasitansi pada kapasitor keramik berkisar antara 1pf hingga 0.01µF. Kapasitor jenis ini juga sering diimplementasikan dalam bentuk chip (kapasitor chip), yang dibuat sangat kecil menggunakan bahan keramik, sesuai dengan kebutuhan peralatan elektronik yang semakin kompak, serta dapat dipasang dengan cepat menggunakan teknologi SMT (Surface Mount Technology) yang canggih.
2. Kapasitor Polyester (Polyester Capacitor)
Kapasitor polyester adalah jenis kapasitor yang isolatornya terbuat dari bahan polyester dan memiliki bentuk persegi empat. Kapasitor polyester dapat dipasang tanpa memperhatikan arah atau polaritas dalam rangkaian elektronika.
3. Kapasitor Kertas (Paper Capacitor)
Kapasitor kertas adalah jenis kapasitor yang isolatornya terbuat dari bahan kertas. Nilai kapasitansi pada kapasitor kertas umumnya berkisar antara 300pf hingga 4µF. Kapasitor kertas tidak memiliki arah polaritas atau batasan dalam hal pemasangan dalam rangkaian elektronika.
4. Kapasitor Mika (Mica Capacitor)
Kapasitor Mika adalah jenis kapasitor yang bahan isolatornya terbuat dari mika. Kapasitansi pada Kapasitor Mika umumnya memiliki rentang nilai antara 50pF hingga 0.02µF. Kapasitor Mika juga dapat dipasang dengan berbagai arah karena tidak memiliki polaritas tertentu.
5. Kapasitor Elektrolit (Electrolyte Capacitor)
Kapasitor Elektrolit merupakan jenis kapasitor yang bahan isolatornya terbuat dari elektrolit dan memiliki bentuk tabung atau silinder. Kapasitor Elektrolit, juga dikenal dengan singkatan ELCO, sering digunakan dalam rangkaian elektronika yang memerlukan kapasitansi tinggi. Kapasitor Elektrolit memiliki polaritas arah positif (+) dan negatif (-), dengan bahan aluminium sebagai pembungkus sekaligus terminal negatifnya. Nilai kapasitansi pada Kapasitor Elektrolit biasanya berkisar dari 0.47µF hingga beberapa ribu mikrofarad (µF). Informasi mengenai nilai kapasitansi, tegangan, dan terminal negatif dapat ditemukan pada tubuh Kapasitor Elektrolit (ELCO). Perlu diingat bahwa Kapasitor Elektrolit bisa meledak jika pemasangan polaritasnya terbalik atau tegangan yang diterapkan melebihi batas yang ditoleransi.
6. Kapasitor Tantalum
Kapasitor Tantalum juga memiliki polaritas arah positif (+) dan negatif (-), mirip dengan Kapasitor Elektrolit, serta bahan isolator yang berasal dari elektrolit. Nama “Tantalum” diberikan karena kapasitor ini menggunakan logam tantalum sebagai terminal anoda positif (+). Kapasitor Tantalum mampu beroperasi pada suhu lebih tinggi dibandingkan dengan jenis Kapasitor Elektrolit lainnya, dan meskipun memiliki kapasitansi yang besar, kapasitor ini dapat diatur dalam ukuran yang lebih kompak. Oleh karena itu, Kapasitor Tantalum memiliki harga yang relatif mahal. Biasanya digunakan pada perangkat elektronik berukuran kecil seperti ponsel dan laptop.
B. Variable Kapasitor
Kapasitor Variabel adalah Kapasitor yang nilai Kapasitansinya dapat diatur atau berubah-ubah. Secara fisik, Kapasitor Variabel ini terdiri dari 2 jenis yaitu :
1. Kapasitor Variabel
Kapasitor Variabel, juga dikenal sebagai VARCO (Variable Condensator), dibuat menggunakan bahan logam dengan ukuran yang lebih besar dan umumnya digunakan untuk memilih gelombang frekuensi dalam rangkaian radio. Biasanya, VARCO dikombinasikan dengan spul antena dan spul osilator. Rentang nilai kapasitansi VARCO berkisar antara 100pF hingga 500pF.
2. Trimmer
Trimmer adalah jenis kapasitor variabel yang memiliki ukuran lebih kecil dan memerlukan alat seperti obeng untuk dapat memutar poros pengaturnya. Trimmer terdiri dari dua pelat logam yang dipisahkan oleh lapisan mika, serta dilengkapi dengan sebuah sekrup yang mengatur jarak antara kedua pelat logam tersebut sehingga nilai kapasitansinya dapat diubah. Dalam rangkaian elektronika, trimmer digunakan untuk melakukan penyetelan halus pada pemilihan gelombang frekuensi. Rentang nilai kapasitansi pada trimmer biasanya tidak melebihi 100pF.
Cara Kerja Kapasitor
Apabila kedua pelat dihubungkan ke sumber tegangan searah (misalnya baterai) atau tegangan DC, elektron akan “didorong” ke salah satu pelat oleh terminal negatif baterai, sementara elektron “ditarik” dari pelat lain oleh terminal positif baterai. Jika perbedaan muatan antara kedua pelat ini terlalu besar, bisa terjadi percikan listrik yang melompati celah di antara pelat-pelat tersebut dan menyebabkan muatan yang tersimpan (discharge) dibuang. Untuk meningkatkan jumlah muatan pada pelat-pelat ini, bahan dielektrik yang tidak konduktif (isolator) ditempatkan di antara kedua pelat. Dielektrik ini berfungsi sebagai “penghalang percikan” atau “penghambat loncatan percikan” yang membantu meningkatkan kapasitas muatan dalam kapasitor.
Nilai kapasitansi atau kapasitas muatan dalam kapasitor juga bergantung pada jenis bahan dielektrik yang digunakan. Jika konstanta dielektrik atau permitivitas bahan tersebut besar, maka nilai kapasitansi juga akan besar. Ada faktor-faktor lain yang mempengaruhi kapasitansi kapasitor, seperti luas permukaan pelat dan jarak antara pelat-paralel. Semakin luas permukaan pelat, nilai kapasitansi cenderung semakin besar. Namun, nilai kapasitansi akan berkurang dengan jarak antara pelat-pelat yang semakin dekat.
Satuan Kapasitor
Sudah memahami Pengertian Kapasitor kan? nah selanjutnya Satuan kapasitor adalah farad, dinamai demikian untuk menghormati penemu alat ini, Michael Farad. Nilai farad dalam satuan kapasitor sangatlah besar.
Oleh karena itu, saat ingin menggunakannya dalam suatu rangkaian, perlu dikonversi terlebih dahulu ke satuan yang lebih kecil. Anda dapat melakukan konversi sebagai berikut:
- PikoFarad (pF) = 1 x 10^-12 F
- NanoFarad (nF) = 1 x 10^-9 F
- MikroFarad (μF) = 1 x 10^-6 F
Dengan nilai:
- 1 F = 1.000.000 μF (mikrofarad)
- 1 μF = 1.000 nF (nanofarad)
- 1 μF = 1.000.000 pF (pikofarad)
Selain itu, nilai 1 farad pada sebuah kapasitor sebenarnya adalah 9 x 10^11. Biasanya, satuan nilainya tercetak pada bodi komponen kapasitor.
Penutup
Dalam perjalanan membongkar fenomena listrik dan elektronik, penting untuk memahami konsep-konsep dasar yang menjadi fondasinya. Salah satunya adalah pengertian kapasitor, sebuah komponen yang tak terpisahkan dari rangkaian elektronik dalam berbagai aplikasi, mulai dari perangkat sederhana hingga teknologi canggih.
Kapasitor membuktikan bahwa sesuatu yang tampak sederhana bisa memiliki banyak fungsi dan potensi yang sangat besar, asalkan kita memahaminya dengan benar. Jadi, kapasitor bukan hanya sebuah ’ember’ yang menyimpan energi listrik, tetapi juga kunci dalam mengoptimalkan kinerja suatu sistem. Dengan memahami lebih dalam tentang kapasitor, kita membuka pintu untuk inovasi dan kemajuan teknologi di masa depan.
Semoga penutup artikel dari empatpilar.com ini dapat memberikan gambaran umum sekaligus menekankan pentingnya memahami pengertian kapasitor.
