Karakteristik, Pengisian dan Pengosongan Kapasitor
Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 10^18 elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis:
Q
= C . V
C
= Capasitansi
Q
= Muatan
V = Tegangan
Dalam
praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas area
plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan
konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumus dapat di tulis sebagai berikut :
C
= (8.85 x 10^12) (k A/t)
*besar kapasitansi ini
telah ada ketentuannya
Simulasi Pengisian dan
Pengosongan Kapasitor
Dua
hal yang perlu diperhatikan pada suatu kapasitor adalah saat pengisian dan
pengosongan muatannya. Gambar di bawah ini adalah sebuah simulasi proses
pengisian dan pengosongan pada sebuah kapasitor yang dirangkai pada sebuah
rangkaian elektronika.
Kapasitor yang sudah diisi (charged) adalah semacam reservoir energi .Dalam pengisian (charging) dibutuhkan suatu aliran arus dari sumber tegangan . Bila pelat – pelat kapasitor tersebut hubung singkat dengan suatu penghantar maka akan terjadi pengosongan (discharging) pada kapasitor yang akan menimbulkan panas pada penghantar tersebut.
Energi yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan 1 coulomb pada tegangan 1 volt adalah sebesar 1 joule.
W = Q . V
Keterangan:
Q adalah muatan
Pada
saat saklar S dihubungkan ke posisi 1 maka ada rangkaian tertutup antara
tegangan V, saklar S, tahanan R, dan C. Arus akan mengalir dari sumber tegangan
Kapasitor melalui tahanan R. Hal ini akan menyebabkan naiknya perbedaan
potensial pada Kapasitor Dengan demikian, arus akan menurun sehingga pada suatu
saat tegangan sumber akan sama dengan perbedaan potensial pada Kapasitor. Akan
tetapi arus akan menurun sehingga pada saat tegangan sumber sama dengan
perbedaan potensial pada Kapasitor dan arus akan berhenti mengalir (I = 0).
t = R.C
Keterangan:
t adalah konstanta waktu dalam detik
R adalah konstanta dalam Ohm (Ω)
Licensed under the Creative Nerdi X.File41 Nababan
Media Pembelajaran Memahami Dasar-Dasar Elektronika. Pendidikan Teknik Elektro. Fakultas Teknik UNIMED 2011