Fisika 12

Kapasitor dan 2 Contoh Soal

GuruOnlinee.com – Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan membahas tentang Kapasitor. Apa sih itu kapasitor? Lalu bagaimana cara menjawab soal-soal fisika terkait kapasitor? Untuk menjawabnya, yuk simak penjelasan berikut!

1. Pengertian Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan untuk menyimpan elektron-elektron selama waktu yang tertentu atau dengan kata lain kapasitor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Kapasitor pertama kali ditemukan oleh ilmuwan asal Jerman,Pieter Van Musschenbroek di Univeristas Leyden pada tahun 1746.

2. Prinsip Kapasitor

Secara prinsip, sebuah kapasitor terdiri atas dua keping konduktor yang diantaranya diisi oleh bahan dielektrik, misalnya udara atau kertas. Kedua konduktor diberi muatan sama besar tetapi jenisnya berlawanan (yang satu bermuatan positif, yang lainnya bermuatan negatif). Perhatikan gambar berikut!

Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik dinyatakan oleh besaran kapasitor (kapasistansi). Satuan SI kapasitas adalah farad(F). Farad merupakan ukuran kapasitas yang sangat besar sehingga ukuran kapasitas kapasitor yang sering digunakan dinyatakan dalam mikrofarad , nanofarad , dan pikofarad .

3. Jenis-jenis Kapasitor

Kapasitor memiliki berbagai bentuk, ukuran dan jenis yang disesuaikan dengan penggunaannya. Ada tiga jenis kapasitor yang sering ditemui yaitu :

a. Kapasitor Kertas

Kapasitor kertas adalah kapasitor yang menggunakan kertas sebagai bahan penyekat(dielektrik) untuk menyimpan muatan listrik. Komponen ini terdiri dari lembaran aluminium dan lembaran kertas. Lembar kertas ditutup atau direndam dengan minyak atau lilin untuk melindunginya dari lingkungan luar yang berbahaya.

b. Kapasitor Keramik

Kapasitor keramik adalah kapasitor yang menggunakan keramik sebagai bahan penyekat(dielektrik) untuk menyimpan muatan listrik. Kapasitor ini dibentuk dari dua atau lebih lapisan bolak-balik dari keramik dan lapisan logam yang bertindak sebagai elektroda

c. Kapasitor Poliester

Kapasitor poliester adalah kapasitor yang terdiri dari pelat logam dengan film poliester di antaranya, atau film berlapis logam disimpan pada isolator untuk menyekat dua buah konduktor.

d. Kapasitor Elektrolit

Kapasitor elektrolit memiliki anoda logam yang ditutupi dengan lapisan teroksidasi yang digunakan sebagai dielektrik. Elektroda kedua adalah elektrolit non-padat (basah) atau padat. Kapasitor elektrolit mempunyai dua kutub kaki berpolaritas positif dan negatif, yang ditandai oleh kaki panjang sebagai positif sedangkan yang pendek adalah negatif.

e. Kapasitor Variabel

Kapasitor variabel adalah kapasitor yang kapasitansinya dapat diubah-ubah secara mekanis atau elektronik.

f. Superkapasitor

Supercapacitor kadang-kadang disebut ultracapacitor adalah istilah umum untuk kapasitor double-layer listrik (EDLC), pseudocapacitors dan hybrid kapasitor. Superkapasitor menyimpan banyak energi yang dibuat dari bahan karbon aerogel, karbon nanotube, atau bahan elektroda yang sangat berpori, yang menawarkan kapasitansi yang sangat tinggi.

Berikut gambar jenis-jenis kapasitor yang telah dijelaskan diatas:

4. Rumus Kapasitas Kapasitor

Kapasitas kapasitor adalah kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik. Kapasitas suatu kapasitor didefinisikan sebagai perbandingan tetap antara muatan Q yang dapat disimpa dalam kapasitor dengan beda potensial antara kedua koduktornya. Dirumuskan:

Keterangan :

Kapasitas Kapasitor Kepin Sejajar

Kapasitor keping sejajar terdiri dari dua keping konduktor yang luasnya sama dan dipasang sejajar. Kapasitasnya dirumuskan dengan:

Keterangan :

Kapasitas Kapasitor Berbentuk Bola

Besarnya kapasitas kapasitor yang berbentuk bola dirumuskan:

Berikut tabel tetapan dielektrik :

5. Energi yang Tersimpan dalam Kapasitor

Kapasitor yang mengalami pengisian ataupun pengosongan, terjadi perubahan jumlah muatan dalam kapasitor. Perubahan tersebut menumbulkan energi potensial listrik, berikut persamaan matematisnya:

Contoh Soal

1. Sebuah kapasitor terdiri atas dua lempeng konduktor yang luasnya masing-masing dan terpisah pada jarak 0,05 m. Hitung kapasitas kapasitor tersebut apabila diantara kedua konduktor tersebut adalah air! dan

Penyelesaian:

Diketahui:

Rumus:

2. Sebuah kapasitor berkapasitas , memiliki muatan sebesar . Berapakah energi yang tersimpan dalam kapasitor tersebut?

Penyelesaian:

Rumus:

Demikianlah pembahasan kita tentang Kapasitor. Terima kasih, semoga bermanfaat.

Tags: Listrik