1

http://atophysics.wordpress.com

BAB

KAPASITOR

1. Kapasitor adalah alat untuk menyimpan muatan atau energi listrik. Kapasitor terdiri dari

dua keping logam yang ruang di antaranya diisi dengan dielektrik, memiliki muatan

yang sama tetapi berbeda jenis. Kapasitas dari sebuah kapasitor adalah perbandingan

antara muatan, q, pada tiap keping dengan beda potensial V, diantara kedua keping.

C = V

q

Kapasitas hanya bergantung pada faktor-faktor geometri dan bahan dielektrik. Kapasitas

tidak bergantung pada muatan q atau beda potensial V. Satuan SI dari kapasitas adalah

coulomb per volt, diberi nama farad.

1 farad = 1 coulomb/volt

Jenis-jenis kapasitor yaitu kapasitor kertas, kapasitor elektrolit, dan kapasitor variable.

Kapasitor kertas terdiri dari dua lembar kertas timah panjang yang berfungsi sebagai

keping-keping konduktor. Kertas timah ini digulung pada sebuah silinder yang

diantaranya diberi dielektrik kertas. Jadi, kertas berfungsi sebagai bahan dielektrik

diantara kedua pelat. Kapasitor ini memiliki kapasitas sebesar 1,0 µF.

Kapasitor elektrolit terdiri dari dua lembar kertas alumunium sebagai keping konduktor

dan alumunium oksida sebagai bahan penyekat. Keping + disebut anoda dan keping –

disebut katoda. Kutub + kapasitor harus dihubungkan ke kutub + suplai dc dan kutub –

harus dihubungkan ke kutub -. Kapasitor memiliki kapasitas sebesar 100 000 pF.

Kapasitor variable digunakan untuk memilih frekuensi gelombang pada radio penerima.

Kapasitor ini memiliki dua kumpulan keping-keping logam sejajar sebagai konduktor

yang dipisahkan oleh udara sebagai bahan dielektrik. Kumpulan keping yang satu

2

http://atophysics.wordpress.com

ditahan tetap dan kumpulan pelat yang lain dapat diputar sehingga nilai kapasitornya

dapat berubah. Kapasitor ini memiliki kapasitas sebesar 500 pF.

2. Dalam jangka waktu lama, kapasitor yang dimuati pasti penuh. Keadaan ini disebut

keadaan tunak (mantap). Pada keadaan tunak, kapasitor adalah terbuka (open) dan arus

listrik tak dapat mengalir melalui cabang rangkaian yang mengandung kapasitor

3. Pulsa arus hanya terjadi ketika kapasitor dimuati dari kosong sampai penuh, atau ketika

kapasitor melepaskan muatannya pada suatu rangkaian yang tertutup. Pada keadaan

tunak, i = 0.

4. Kapasitas kapasitor keping sejajar sebanding dengan luas keping A dan berbanding

terbalik dengan jarak pisah antarkeping d.

C = d

A0ε

dengan 0ε adalah tetapan yang disebut permitivitas vakum (atau udara) dengan nilai

0ε = 8,85 x 10-12

C2/Nm

2

5. Misalkan ketika ruang antarkeping berisi udara atau vakum (belum diisi dengan

dielektrik), kapasitas kapasitor adalah C0, maka ketika ruang antarkeping diisi

dielektrik dengan permitivitas relatif (atau tetapan dielektrik) rε akan meningkat

menjadi

d

ACC r

rD0

0

εεε ==

Dengan 0εεε r= adalah permitivitas dielektrik.

6. Kapasitas sebuah kapasitor bola dengan jari-jari R adalah

C = Rk

R04πε=

7. Jika pada saat pengisian dielektrik, baterai dilepaskan dari kapasitor maka beda

potensial antarkeping akan berkurang. Kuat medan listrik juga berkurang, sedangkan

muatan keping tetap.

0qqD = ;

r

D

VV

ε

0= ;

r

D

EE

ε

0=

Jika pada saat pengisian dielektrik, baterai tidak dilepaskan dari kapasitor maka muatan

keping akan bertambah, sedangkan beda potensialnya tetap.

0VVD = ; 0qq rD ε=

3

http://atophysics.wordpress.com

8. Jika ruang antar keping diisi dengan dua atau lebih bahan dielektrik berbeda yang

ditumpukkan, masing-masing dengan permitivitas relatif 321 ,, rrr εεε … maka kapasitas

kapasitor adalah

C =

...3

3

2

2

1

1

0

+++

rrr

ddd

A

εεε

ε

Kapasitas kapasitor juga sisa dihitung dengan menganggap masing-masing lembaran

dielektrik sebagai kapasitas ...,, 321 CCC kemudian semuanya diserikan, memberikan

...111

321

+++=CCC

C

Dengan

1

011

d

AC r εε

= ;

2

022

d

AC r εε

= ; …

Tebal keping ...321 +++= dddd

9. Prinsip susunan seri adalah muatan pada tiap kapasitor sama dengan muatan pada

kapasitor ekivalennya. Beda potensial pada kapasitor ekivalen sama dengan jumlah

beda potensial dari tiap-tiap kapasitornya.

ekqqqq ==== ...321

...321 +++= VVVVek

Kebalikan dari kapasitas ekivalen sama dengan jumlah dari kebalikan kapasitas dari

tiap-tiap kapasitornya

....1111

321

+++=CCCCek

(susunan seri)

Khusus untuk dua kapasitor disusun seri berlaku

21

21

CC

CCCek

+

×=

Khusus untuk n buah kapasitor identik dengan kapasitas masing-masing C yang disusun

paralel, berlaku

n

CCek =

10. Prinsip susunan paralel adalah beda potensial tiap kapasitor sama dengan beda

potensial kapasitor ekivalennya. Muatan pada kapasitor ekivalen sama dengan jumlah

muatan pada tiap-tiap kapasitornya.

ekVVVV ==== ...321

...321 +++= qqqqek

Kapasitas ekivalen sama dengan jumlah kapasitas dari tiap-tiap kapasitornya

...321 +++= CCCCek (susunan paralel)

Khusus untuk n buah kapasitor identik dengan kapasitas masing-masing C yang disusun

paralel, berlaku

C = n C

11. Energi elektrostatis yang disimpan dalam sebuah kapasitor bermuatan q, beda potensial

V, dan kapasitas C adalah

22

2

1

2

1

2

1CVqV

C

qW ===

4

http://atophysics.wordpress.com

Energi potensial ini disimpan dalam medan listrik diantara keping. Rapat energi, wρ ,

adalah energi yang tersimpan dalam kapasitor per satuan volumnya

2

02

1E

V

Ww ερ ==