Prinsip Kerja Kapasitor [PDF]

Citation preview

PRINSIP KERJA KAPASITOR



Bayangkan di depan Anda ada dua buah plat besi, dua kabel panjang, serta sebuah aki mobil 12 volt bertuliskan Yuasa yang baru saja di-charge.  Kemudian Anda menata dua plat besi tersebut menjadi saling berhadapan dan sejajar dengan jarak hanya 1 cm saja. Menggunakan dua kabel yang tersedia Anda menghubungkan salah satu besi dengan kutub positif aki, sedangkan besi yang lain Anda hubungkan dengan kutub negatif. Lalu sambil mengenakan kostum Ant Man, Anda menekan tombol yang ada di pangkal jari telunjuk kanan Anda hingga Anda mengecil, terus mengecil, sambil merasakan sedikit mual di perut, hingga akhirnya mencapai ukuran sub-atomik. Dan betapa terkejutnya Anda ketika Anda bisa melihat berbagai keajaiban yang ada di alam lain tersebut. Sambil mendekati jajaran atom plat besi tadi, mata Anda terbelalak karena melihat atom-atom plat besi positif sedang ditinggal pergi oleh elektron-elektronnya. Dengan penasaran, Anda mendekati atom-atom di plat besi sebelahnya yang terhubung dengan kutub negatif aki. Dan Anda pun semakin penasaran, karena melihat atom-atom besi tersebut



justru didekati oleh elektron-elektron, semakin banyak, dan semakin menumpuk. Beberapa saat kemudian Anda terkejut. Anda melihat sebuah perubahan fenomena.  Aliran elektron berhenti total. Namun Anda merasakan adanya kekuatan energi baru yang tersimpan di atom-atom dua plat besi sejajar itu. Semacam, baterai baru. **** Demikianlah sekilas apa itu kapasitor jika dilihat dari sudut pandang Ant Man. Dan tentu saja saya hanya bercanda tentang keberadaan salah satu superhero Marvel itu. Tapi untuk ilustrasi fenomena kelistrikan di atas, saya tidak bercanda, memang begitu apa yang terjadi pada kapasitor. Sejatinya kapasitor hanyalah sebuah komponen listrik yang terdiri atas dua konduktor listrik yang mengapit isolator. Maka dari itu simbol kapasitor berbentuk demikian, yang seperti dua buah kawat sejajar saling memberi jarak. Kosong di antara keduanya. Ketika kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan DC, maka arus listrik yang mengalir dari baterai akan membuat kapasitor semakin menyimpan muatan. Di suatu titik waktu



tertentu, kapasitor akan mencapai kapasitas maksimumnya yang nilainya setara dengan tegangan baterai. Jika Q adalah muatan kapasitor, dan V adalah tegangan listrik, maka hubungan keduanya —yang baik-baik saja ini— bisa dikatakan sebanding seperti persamaan di bawah ini: Q~V



Lalu jika kita masukan sebuah konstanta standard bernama kapasitansi (C), maka persamaan di atas menjadi: Q = CV Jika ditelusuri lebih dalam, nilai kapasitansi sebuah kapasitor tergantung atas 3 hal: nilai permisivitas dari medium dielektrik yang digunakan, luas permukaan area plat logam, serta jarak antara keduanya.  Berikut hubungan ketiga faktor tadi dengan nilai kapasitansi: εA



C= d



Lalu, benarkah cerita di atas yang menyebutkan bahwa kapasitor setelah terhubung dengan aki akan menjadi ‘aki’ baru? Tentu saja tidak. Ada beberapa perbedaan mendasar antara aki/baterai dengan kapasitor. Berikut di antaranya:



Baterai Menyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia Memiliki nilai tegangan yang konstan Energi listrik yang keluar dari baterai tahan untuk waktu lama.



Kapasitor Menyimpan energi listrik dalam bentuk muatan listrik Nilai tegangan tidak konstan, tergantung nilai sumber tegangan yang terhubung dengan kapasitor. Energi listrik yang keluar dari kapasitor jika setelah dicharging ia dihubungkan dengan sebuah beban (resistor), hanya sesaat bernilai besar dan langsung hilang.