ELECTRICITY AND MAGNETISM: Kapasitor

Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan elektron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor dapat menyimpan maupun melepaskan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terdiri atas dua buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik (misalnya keramik, gelas elektrolit dan lain-lainnya). Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung katup negatif dan sebaliknya dengan yang negatif, karena keduanya terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini akan tersimpan selam tidak aada konduksi pada ujung-ujung kakinya.

Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut sebagai kapasitansi atau kapasitas. 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.

C = (8.85 x 10-12) (k A/t)

Rumus Kapasitas

Kapasitas adalah kemampuan kapasitor untuk menyimpan suatu muatan listrik dan didefinisikan sebagai suatu perbandingan antara muatan yang bisa disimpan dan beda potensial antara kedua konduktor kapasitor.

Rumus Kapasitor Keping Sejajar

Kapasitor Keping Sejajar adalah kapasitor yang terdiri dari dua buah keping konduktor yang mempunyai luas yang sama dan dipasang secara sejajar.

Contoh Soal

Soal 1

Terdapat sebuah kapasitor dengan mempunyai besaran kapasitas sebesar 0.8 μF yang dimuati oleh sebuah baterai berkapasitas 20 Volt. Berapakah muatan yg tersimpan didalam kapasitor tersebut?

Diketahui:

C = 0.8 μF sama dengan 8 x 10-7 F

V = 20 Volt (V)

Ditanya: Q = ?

Jawab:

C = Q / V sehingga Q = C x V

Q = 8 x 10-7 x 20

Q = 1.6 x 10-5 coulomb

Soal 2

Terdapat sebuah Kapasitor Keping Sejajar dengan mempunyai luas tiap kepingnya sebesar 2000 cm2 dan terpisah sejauh 2 centimeter antara satu dengan lain. Berapakah nilai dari Kapasitas Kapasitor tersebut?

Jawab:

C = 8,85.10-12 . (0,2./0,002)

C = 8,85.10-12 x 100

C = 8,85.10-10 farad

Contoh Nyata

Theremin adalah salah satu alat musik yang dapat dimainkan tanpa menyentuhnya. Dua antena pada theremin berfungsi untuk mengatur volume dan nada-nada musik. Saat seseorang mendekatkan telapak tangannya ke antena, efek yang akan terjadi sama dengan efek kapasitorpelat sejajar. Antena berlaku sebagai salah satu pelat, sedangkan telapak tangan berperan sebagai pelat pasangannya. Dengan mengubah jarak antena dengan telapak tangan, maka akan mengubah kapasitansi sistem kapasitor itu. Perubahan kapasintansi ini di deteksi olehrangkaian elektronik yang segera mengonversinya menjadi perubahan volume atau nada-nada musik.

Ewald Georg von Kleist

Ewald Georg von Kleist adalah seorang ahli hukum dan fisikawan Jerman. Pada 11 Oktober 1745, ia secara independen menemukan jar Kleistian yang bisa menyimpan listrik dalam jumlah besar. Dia mengkomunikasikan penemuan ini kepada sekelompok ilmuwan Berlin pada akhir 1745. Penemuan tersebuit lebih dikenal sebagai botol Leyden. Ewald Georg von Kleist menemukan kemampuan penyimpanan besar dari botol Leyden saat mempelajari teori listrik yang melihat listrik sebagai cairan, dan berharap botol kaca yang penuh dengan alk0h0l akan "menangkap" cairan ini. Tahun 1744 von Kleist mencoba untuk mengumpulkan listrik dalam sebuah botol obat kecil yang diisi dengan alkohol dan paku yang dimasukkan ke dalam gabus. Dia menindaklanjuti percobaan yang dikembangkan oleh Georg Matthias Bose di mana listrik telah dikirim meskipun air untuk mengatur roh beralk0h0l turun. Dia berusaha untuk membuat botol dari konduktor prima besar (diciptakan oleh Bose) ditangguhkan atas mesin gesekan nya.

Kleist yakin bahwa muatan listrik yang cukup besar dapat dikumpulkan dan diadakan dalam gelas yang ia tahu akan memberikan hambatan bagi melarikan diri dari 'cairan'. Ia menerima kejutan yang signifikan dari perangkat ketika ia sengaja menyentuh kuku melalui gabus sementara masih menggendong botol di tangan yang lain. Dia berhubungan dengan sejumlah peneliti listrik, tapi tidak mengerti arti dari tangannya yang memegang botol dan korespondennya yang loth untuk memegang perangkat ketika diberitahu bahwa shock bisa melemparkan mereka di seberang ruangan. Butuh beberapa waktu sebelum rekan mahasiswa Kleist di Leyden bekerja bahwa tangan yang disediakan elemen penting.