BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam suatu sistem yang kompleks tidak jarang di temukan berbagai

macam beban induktif dan kapasitif yang di gunakan untuk kelangsungan system

tersebut. Beban seperti trafo, motor induksi (AC), lampu TL yang meggunakan

ballast konvesional merupakan beban yang di dalamnya terdiri dari kumparan

inductor sehinggan cenderung bersifat induktif.

Kondensator atau sering disebut sebagai kapasitor adalah suatu alat yang

dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan

ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kondensator memiliki satuan

yang disebut Farad dari nama Michael Faraday. Kondensator juga dikenal sebagai

"kapasitor", namun kata "kondensator" masih dipakai hingga saat ini. Pertama

disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari

bahasa Itali condensatore), berkenaan dengan kemampuan alat untuk menyimpan

suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya. Kebanyakan bahasa

dan negara yang tidak menggunakan bahasa Inggris masih mengacu pada

perkataan bahasa Italia "condensatore", bahasa Perancis condensateur, Indonesia

dan Jerman Kondensator atau Spanyol Condensador.

1.2 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan makalah yang berjudul ”Mekanisme

Kapasitor dan Aplikasi Elektrostatistika adalah untuk memenuhi tugas Fisika

Dasar II.

1

1.3 Perumusan Masalah

Perumusan masalah dalam makalah ini adalah :

1. Bagaimanakah mekanisme kapasitor

2. Bagaimanakah aplikadi elektrostatiska

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam makalah ini adalah mencakup pengertian, sifat,

dan aplikasi Medan Magnet dan Muatan Listrik.

2

BAB II

TEORI DASAR

2.1 Pengertian Kapasitor

Kondensator atau sering disebut sebagai kapasitor adalah suatu alat yang

dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan

ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kondensator memiliki satuan

yang disebut Farad dari nama Michael Faraday. Kondensator juga dikenal sebagai

"kapasitor", namun kata "kondensator" masih dipakai hingga saat ini. Pertama

disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari

bahasa Itali condensatore), berkenaan dengan kemampuan alat untuk menyimpan

suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya. Kebanyakan bahasa

dan negara yang tidak menggunakan bahasa Inggris masih mengacu pada

perkataan bahasa Italia "condensatore", bahasa Perancis condensateur, Indonesia

dan Jerman Kondensator atau Spanyol Condensador.

Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif

dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

Lambang kondensator (mempunyai kutub) pada skema elektronika.

Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih

rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya,

kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan

lainnya seperti tablet atau kancing baju.

Lambang kapasitor (tidak mempunyai kutub) pada skema

elektronika.

3

Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap negara

tergantung pada masyarakat yang lebih sering menyebutkannya. Kini kebiasaan

orang tersebut hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan

digunakan atau lebih sering didengar. Pada masa kini, kondensator sering disebut

kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya yang pada ilmu elektronika disingkat

dengan huruf (C).

Gambar 2.1 Macam-macam Kapasitor

Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan

dengan huruf “C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik

di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal

dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867).

Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas

permukaan kepingan tersebut.

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan

oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi

tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir

4

menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif.

Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

muatan-muatan positif dan negatif di awan.

2.1.1. Kapasitansi

Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk

dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

coulomb = 6.25 x 1018 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 ........................................................................................(1)

Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

C = nilai kapasitansi dalam F (farad)

V = besar tegangan dalam V (volt)

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) ............................................................(2)

5

Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

disederhanakan.

Untuk rangkaian elektronik praktis, satuan farad adalah sangat besar

sekali. Umumnya kapasitor yang ada di pasaran memiliki satuan : µF, nF dan pF.

1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad)

1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad)

1 µF = 1.000 nF (nano Farad)

1 nF = 1.000 pF (piko Farad)

1 pF = 1.000 µµF (mikro-mikro Farad)

1 µF = 10-6 F

1 nF = 10-9 F

1 pF = 10-12 F

Konversi satuan penting diketahui untuk memudahkan membaca besaran

sebuah kapasitor. Misalnya 0.047µF dapat juga dibaca sebagai 47nF, atau contoh

lain 0.1nF sama dengan 100pF.

6

Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu

positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih

rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan

berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau

kancing baju yang sering disebut kapasitor (capacitor).

2.1.2 Wujud dan Macam Kondensator

Berdasarkan kegunaannya kondensator di bagi menjadi :

1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)

2. Kondensator elektrolit (Electrolit Condenser = Elco)

3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)

Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis

dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan

polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco dengan jelas tertulis kapasitansinya

sebesar 100µF25v yang artinya kapasitor/ kondensator tersebut memiliki nilai

kapasitansi 100 µF dengan tegangan kerja maksimal yang diperbolehkan sebesar

25 volt.

7

Kapasitor yang ukuran fisiknya kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua)

atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka, satuannya adalah pF (pico

farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka

kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. Jika ada 3 digit, angka pertama dan

kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali.

Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3

= 1.000, 4 = 10.000, 5 = 100.000 dan seterusnya.

Contoh :

Untuk kapasitor polyester nilai kapasitansinya bisa diketahui

berdasarkan warna seperti pada resistor.

8

Contoh :

Seperti komponen lainnya, besar kapasitansi nominal ada toleransinya.

Pada tabel 2.3 diperlihatkan nilai toleransi dengan kode-kode angka atau huruf

tertentu. Dengan tabel tersebut pemakai dapat dengan mudah mengetahui toleransi

kapasitor yang biasanya tertera menyertai nilai nominal kapasitor. Misalnya jika

tertulis 104 X7R, maka kapasitansinya adalah 100nF dengan toleransi +/-15%.

Sekaligus diketahui juga bahwa suhu kerja yang direkomendasikan adalah antara -

55Co sampai +125Co .

2.1.3 Rangkaian Kapasitor

Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi

total semakin kecil. Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri.

Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus :

9

Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

pengganti semakin besar. Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

paralel.

Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus :

2.1.4. Fungsi Kapasitor

Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian :

1. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang

lain (pada PS = Power Supply).

2. Sebagai filter dalam rangkaian PS.

3. Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna.

4. Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon.

5. Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar.

2.1.5 Tipe Kapasitor

Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya.

Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic,

electrolytic dan electrochemical.

10

a. Kapasitor Electrostatic

Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan

bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan

yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil.

Tersedia dari besaran pF sampai beberapa µF, yang biasanya untuk aplikasi

rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan

dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene

terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene,

polycarbonate, metalized paper dan lainnya.

Mylar, MKM, MKT adalah beberapa contoh sebutan merek dagang

untuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film. Umumnya kapasitor

kelompok ini adalah non-polar.

b. Kapasitor Electrolytic

Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang

bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang

termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan – di badannya.

Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses

pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutub positif anoda

dan kutub negatif katoda.

Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium,

magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat

dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida (oxide film). Lapisan

oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan

emas. Elektroda metal yang dicelup ke dalam larutan elektrolit (sodium borate)

lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif

(katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidasi permukaan

plat metal. Contohnya, jika digunakan Aluminium, maka akan terbentuk lapisan

Aluminium-oksida (Al2O3) pada permukaannya.

11

Dengan demikian berturut-turut plat metal (anoda), lapisan-metal-oksida

dan electrolyte (katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal-oksida

sebagai dielektrik. Dari rumus (2) diketahui besar kapasitansi berbanding terbalik

dengan tebal dielektrik. Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga dengan

demikian dapat dibuat kapasitor yang kapasitansinya cukup besar.

Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang

banyak digunakan adalah aluminium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan

murah adalah aluminium. Untuk mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat

Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh

kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai contoh 100uF, 470uF, 4700uF dan

lain-lain, yang sering juga disebut kapasitor elco.

Bahan electrolyte pada kapasitor tantalum ada yang cair tetapi ada juga

yang padat. Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutan electrolit

yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu manganese-

dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang

besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu karena seluruhnya

padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor tipe ini

juga memiliki arus bocor yang sangat kecil Jadi dapat dipahami mengapa

kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal.

c. Kapasitor Electrochemical

12

Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk

kapasitor jenis ini adalah battery dan accu. Pada kenyataannya battery dan accu

adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan

arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih

dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan

ringan, misalnya untuk aplikasi mobil elektrik dan telepon selular.

2.2 Proses Kerja Kapasitor

Kapasitor yang akan digunakan untuk meperbesar pf dipasang paralel

dengan rangkaian beban. Bila rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan

mengalir masuk ke kapasitor. Pada saat kapasitor penuh dengan muatan elektron

maka tegangan akan berubah. Kemudian elektron akan ke luar dari kapasitor dan

mengalir ke dalam rangkaian yang memerlukannya dengan demikian pada saaat

itu kapasitor membangkitkan daya reaktif. Bila tegangan yang berubah itu

kembali normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali elektron. Pada

saat kapasitor mengeluarkan elektron (Ic) berarti sama juga kapasitor menyuplai

daya treaktif ke beban. Keran beban bersifat induktif (+) sedangkan daya reaktif

bersifat kapasitor (-) akibatnya daya reaktif yang berlaku menjadi kecil.

2.2.1. Pemasangan Kapasitor

Kapasitor yang akan digunakan untuk memperkecil atau memperbaiki pf penempatannya ada dua cara :

1. Terpusat kapasitor ditempatkan pada:

a. Sisi primer dan sekunder transformator

b. Pada bus pusat pengontrol

2. Cara terbatas kapasitor ditempatkan

a. Feeder kecil

b. Pada rangkaian cabang

13

c. Langsung pada beban

2.2.2 Perawatan Kapasitor

Kapasitor yang digunakan untuk memperbaiki pf supaya tahan lama

tentunya harus dirawat secara teratur. Dalam perawatan itu perhatian harus

dilakukan pada tempat yang lembab yang tidak terlindungi dari debu dan kotoran.

Sebelum melakukan pemeriksaan pastikan bahwa kapasitor tidak terhubung lagi

dengan sumber. Kemudian karena kapasitor ini masih mengandung muatan berarti

masih ada arus/tegangan listrik maka kapasitor itu harus dihubung singkatkan

supaya muatannya hilang.

Adapun jenis pemeriksaan yang harus dilakukan meliputi :

• Pemeriksaan kebocoran

• Pemeriksaan kabel dan penyangga kapasitor

• Pemeriksaan isolator

2.2.3 Komponen Panel Kapasitor

1. Main switch / load Break switch

Main switch ini sebagai peralatan kontrol dan isolasi jika ada

pemeliharaan panel . Sedangkan untuk pengaman kabel / instalasi sudah tersedia

disisi atasnya (dari) MDP.Mains switch atau lebih dikenal load break switch

adalah peralatan pemutus dan penyambung yang sifatnya on load yakni dapat

diputus dan disambung dalam keadaan berbeban, berbeda dengan on-off switch

model knife yang hanya dioperasikan pada saat tidak berbeban .Untuk

menentukan kapasitas yang dipakai dengan perhitungan minimal 25 % lebih besar

dari perhitungan KVar terpasang dari sebagai contoh :Jika daya kvar terpasang

400 Kvar dengan arus 600 Ampere , maka pilihan kita berdasarkan 600 A + 25 %

= 757 Ampere yang dipakai size 800 Ampere.

2. Kapasitor Breaker.

14

Kapasitor Breaker digunkakan untuk mengamankan instalasi kabel dari

breaker ke Kapasitor bank dan juga kapasitor itu sendiri. Kapasitas breaker yang

digunakan sebesar 1,5 kali dari arus nominal dengan I m = 10 x Ir.Untuk

menghitung besarnya arus dapat digunakan rumusI n = Qc / 3 . VLSebagai contoh

: masing masing steps dari 10 steps besarnya 20 Kvar maka dengan menggunakan

rumus diatas didapat besarnya arus sebesar 29 ampere , maka pemilihan kapasitas

breaker sebesar 29 + 50 % = 43 A atau yang dipakai 40 Ampere.Selain breaker

dapat pula digunakan Fuse , Pemakaian Fuse ini sebenarnya lebih baik karena

respon dari kondisi over current dan Short circuit lebih baik namun tidak efisien

dalam pengoperasian jika dalam kondisi putus harus selalu ada penggantian fuse.

Jika memakai fuse perhitungannya juga sama dengan pemakaian breaker.

3. Magnetic Contactor

Magnetic contactor diperlukan sebagai Peralatan kontrol.Beban

kapasitor mempunyai arus puncak yang tinggi , lebih tinggi dari beban motor.

Untuk pemilihan magnetic contactor minimal 10 % lebih tinggi dari arus nominal

( pada AC 3 dengan beban induktif/kapasitif). Pemilihan magnetic dengan range

ampere lebih tinggi akan lebih baik sehingga umur pemakaian magnetic contactor

lebih lama.

4. Kapasitor Bank

Kapasitor bank adalah peralatan listrik yang mempunyai sifat kapasitif

yang akan berfungsi sebagai penyeimbang sifat induktif. Kapasitas kapasitor dari

ukuran KVar sampai 60 Kvar. Dari tegangan kerja 230 V sampai 525 Volt.

5. Reactive Power Regulator

Peralatan ini berfungsi untuk mengatur kerja kontaktor agar daya reaktif

yang akan disupply ke jaringan/ system dapat bekerja sesuai kapasitas yang

dibutuhkan. Dengan acuan pembacaan besaran arus dan tegangan pada sisi utama

Breaker maka daya reaktif yang dibutuhkan dapat terbaca dan regulator inilah

15

yang akan mengatur kapan dan berapa daya reaktif yang diperlukan. Peralatan ini

mempunyai bermacam macam steps dari 6 steps , 12 steps sampai 18 steps.

Peralatan tambahan yang biasa digunakan pada panel kapasitor antara

lain :

Push button on dan push button off yang berfungsi mengoperasikan

magnetic contactor secara manual.- Selektor auto – off – manual yang

berfungsi memilih system operasional auto dari modul atau manual dari

push button.

Exhaust fan + thermostat yang berfungsi mengatur ambein temperature

dalam ruang panel kapasitor. Karena kapasitor , kontaktor dan kabel

penghantar mempunyai disipasi daya panas yang besar maka temperature

ruang panel meningkat.setelah setting dari thermostat terlampaui maka

exhust fan akan otomatic berhenti.

2.3 Fenomena Elektrostatik dan Tegangan Listrik

Muatan listrik adalah salah satu sifat dasar dari partikel elementer

tertentu. Terdapat dua jenis muatan, muatan positif dan muatan negatif. Muatan

positif pada bahan dibawa oleh proton, sedangkan muatan negatif oleh elektron.

Muatan yang bertanda sama saling tolak menolak, muatan dengan tanda berbeda

saling tarik menarik.

Satuan muatan ”Coulomb (C)”, muatan proton adalah +1,6 x 10E-19C,

sedangkan muatan elektron -1,6x 10E-19C. Prinsip kekekalan menjadikan muatan

selalu konstan. Bila suatu benda diubah menjadi energi, sejumlah muatan positif

dan negatif yang sama akan hilang.

16

Gambar 2.2 Sifat muatan listrik dan gambar 2.3 Fenomena elektrostatis.

Sebatang plastik digosokkan pada kain beberapa saat. Dekatkan batang

plastik pada potongan kertas kecil. Yang terjadi potongan kertas kecil akan

menempel ke batang plastik.

Kejadian diatas menunjukkan fenomena muatan elektrostatis, dimana

batang plastik bermuatan positif menarik potongan kertas yang bermuatan negatif.

Dua benda yang muatannya berbeda akan saling tarik menarik satu dengan

lainnya. Batang plastik digantung bebas dengan benang, batang plastik lainnya

digosokkan dengan bulu binatang dan dekatkan ke batang plastik tergantung

(gambar-2.4), yang terjadi kedua batang benda saling tolak menolak. Artinya

kedua batang plastik memiliki muatan yang sama dan saling tolak menolak.

17

Gambar 2.4 Fenomena muatan listrik antar dua benda.

Batang plastik digantung bebas dengan benang. Batang kaca digosokkan

dengan kain sutra dan dekatkan ke batang plastik tergantung (gambar 2.4). Yang

terjadi kedua batang benda saling tarik menarik. Artinya batang plastik dan batang

gelas memiliki muatan yang berbeda dan saling tarik menarik.

Persamaan muatan listrik :

Q = n.e ........................................................................................(3)

Dimana :

Q = Muatan listrik (Coulomb)

n = Jumlah elektron

e = Muatan elektro -1,6 x 10E-19C

Contoh :

Muatan listrik -1C, hitung jumlah elektron didalamnya ?

18

Jawaban:

Q = n.e

n Q e= -1/-1,6. 10E-19 = 6,25. 10E18

Satu Coulomb adalah total muatan yang mengandung 6,25. 10E18 elektron

Fenomena elektrostatis ada disekitar kita, muatan listrik memiliki

muatan positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton, dan

muatan negatif dibawa oleh elektro. Satuan muatan ”coulomb (C)”, muatan proton

+1,6 x 10E-19C, sedangkan muatan elektron -1,6x 10E-19C. Muatan yang

bertanda sama saling tolak menolak, muatan bertanda berbeda saling tarik

menarik.

2.4 Generator Elektrostatis Van de Graf

Robert J Van de Graf menciptakan alat generator elektrostatis (lihat

gambar 2.5) Prinsip kerjanya ada dua roda poly yang dipasang sebuah sabuk non-

konduktor. Roda poly atas diberikan selubung yang bisa menghasilkan muatan

positif. Roda poly diputar searah jarum jam sehingga sabuk bergerak. Sabuk akan

menyentuh konduktor runcing, muatan elektrostatis positif akan berkumpul dibola

bulat bagian kiri. Logam bulat bermuatan positif dan selubung yang bermuatan

negatif akan muncul garis medan elektrostatis.

Gambar 2.5 Generator elektrostatis Van de Graff

19

2.4.1 Tegangan Listrik

Tegangan atau beda potensial antara dua titik, adalah usaha yang

dibutuhkan untuk membawa muatan satu coulomb dari satu titik ke titik lainnya.

sepert i digambarkan dibawah ini.

gambar 2.6 model visual tegangan.

1. Dua bola yang bermuatan positif dan bermuatan negatif, karena muatan

keduanya sangat lemah dimana beda potensial antara keduanya mendekati nol,

maka kedua bola tidak terjadi interaksi, kedua bola hanya diam saja (gambar

2.6 a).

2. Dua buah bola yang masing-masing bermuatan positif, dan negatif. Dengan

muatan berbeda kedua bola akan saling tarik menarik. Untuk memisahkan

kedua bola, diperlukan usaha F1 (gambar 2.6 b).

3. Kejadian dua buah bola bermuatan positif dan negatif, dipisahkan jaraknya dua

kali jarak pada contoh no.2, untuk itu diperlukan usaha F2 sebesar 2. F1

(gambar 2.6 c).

4. Ada empat bola, satu bola visual tegangan bermuatan positif dan satu bola

bermuatan negatif, dua bola lainnya tidak bermuatan. Jika dipisahkan seperti

contoh no.3, diperlukan usaha F2 sebesar 2.F1

20

Persamaan tegangan :

U = W/Q [U] = Nm/C = VAs/As = V ………………………………….(4)

Dimana :

U =Tegangan (V)

W = Usaha (Nm, Joule)

Q = Muatan (C)

Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik pada saat melakukan usaha

sebesar satu joule untuk memindahkan muatan listrik sebesar satu coulomb.

Contoh :

Jika diperlukan usaha 50 Joule untuk setiap memindahkan muatan sebesar 10

Coulomb. Hitung tegangan yang ditimbulkan ?

Jawaban :

U = W/Q = 50 Joule/10 Coulomb = 5 V

21

BAB III

KESIMPULAN

Kondensor atau sering disebut sebagai kapasitor adalah suatu alat yang

dapat menyimpan energi di dalam medan magnet, dengan cara mengumpulkan

kesetimbangan internal dari muatan listrik.

Berdasarka kegunaannya kondensor dibagi menjadi:

1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)

2. Kondensator elektrolit (Electrolit Condenser = Elco)

3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)

Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi

total semakin kecil. Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri.

Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus :

22

Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

pengganti semakin besar. Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

paralel.

Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus :

23

DAFTAR PUSTAKA

Prasodjo, Budi. Dkk. 2006. Teori dan Aplikasi Fisika 3. Jakarta : Yudistira

http://id.wikipedia.org/wiki/Kondensator

24