Pengisian Dan Pengosongan Muatan Pada Kapasitor

Proses pengisian dan pengosongan muatan listrik pada kapasitor akan berlangsung ketika kapasitor terhubung pada suatu rangkaian listrik. Proses ini merupakan prinsip kerja dasar dari kapasitor yang digunakan pada sirkuit elektronika.

Seperti diketahui, kapasitor merupakan komponen elektronika yang tersusun dari dua buah pelat logam konduktor secara paralel. Kedua pelat logam tersebut dicegah agar tidak saling bersentuhan dengan menggunakan bahan penyekat dielektrika yang bersifat isolator. Sehingga saat diberikan tegangan listrik arus DC, maka muatan listrik positif akan terkumpul pada salah satu pelat kapasitor, sedangkan muatan negatif akan terkumul pada pelat lainnya.

Ketika kapasitor yang diberikan aliran arus listrik tersebut sudah terisi penuh, maka muatan listrik yang terkumpul pada masing masing pelat logam akan tersimpan dalam bentuk muatan listrik. Banyaknya muatan listrik yang tersimpan ini dinyatakan dalam satuan Coloumb. Besarnya muatan listrik yang terimpan ketika kapasitor terisi oenuh akan menghasilkan beda potensial diantara kedua pelat yang berpotensi mengalirkan arus listrik.

Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik pada kedua pelat logamnya ini disebut sebagai kapasitansi kapasitor. Dimana semakin luas penampang pelat dan semakin kecil jarak antar kedua pelat maka akan menghasilkan nilai kapasitansi yang semakin besar.

Pengisian Muatan Pada Kapasitor

Kemampuan kapasitor menyimpan muatan listrik (Q) dalam bentuk medan elektrostatis ini sebanding dengan besarnya tegangan (V) yang diberikan pada kapasitor. Sehingga semakin besar tegangan yang diterapkan pada kapasitor maka akan semakin besar pula muatan yang dapat tersimpan pada kapasitor. Hal ini dapat dinyatakan dalam rumus :

Q = C x V

Dimana :
Q adalah banyaknya muatan (Coloumb)
C adalah kapasitansi kapasitor (Farad)
V adalah tegangan (Volt)

Dari rumus diatas kita bisa mendapatkan C = Q / V sehingga dapat dikatakan : Kapasitansi adalah banyaknya muatan listrik yang tersimpan dibagi besarnya tegangan yang diterapkan.

Seacara umum dinyatakan bahwa : satu Farad adalah banyaknya muatan listrik yang tersimpan sebesar satu Coloumb dengan tegangan (beda potensia) pada kedua pelat logamnya sebesar satu Volt. Pernyataan ini dicetuskan oleh Michael Farraday.

Dari pernyataan diatas kita bisa mengartikan bahwa semakin besar kapasitansi sebuah kapasitor maka akan semakin banyak pula muatan listrik yang dapat tersimpan meskipun dalam tegangan yang sama.

Pengisian Dan Pengosongan Muatan Pada Kapasitor

Dibawah ini merupakan sebuah rangkaian sederhana yang akan menjelaskan tentang proses pengisian dan pengosongan muatan yang terjadi pada kapasitor.

 

Pada proses pengisian kapasitor kita posisikan saklar agar terhubung dengan titik A. Sehingga arus dari sumber tegangan Vcc akan mengalir mengisi kapasitor sampai penuh. Saat kapasitor terisi penuh dengan muatan listrik maka tegangan kapasitor V akan sama dengan tegangan sumber (V = Vcc). Artinya bila tegangan yang diterapkan untuk mengisi kapasitor sebesar 12 Volt, maka saat terisi penuh tegangan pada kapasitor pun 12 Volt.

Karena kapasitor memiliki kemampuan untuk menyimpan energi listrik yang diberikan kepadanya, maka muatan listrik ini akan tersimpan pada kapasitor untuk beberapa waktu tertentu meskipun kita memutuskan sumber tegangan. Idealnya energi listrik ini akan tersimpan terus di dalam kapsitor, namun karena adanya kebocoran pada bahan penyekat dielektrika secara perlahan muatan yang tersimpan tersebut akan hilang. Hilangnya muatan listrik pada kapsitor ini karena adanya aliran arus listrik yang terjadi antara kedua pelat logam akibat kebocoran pada bahan penyekat.

Hal yang penting dari percobaan ini adalah bahwa kapasitor dapat menyimpan muatan listrik meskipun telah diputuiskan dari sumber tegangannya.

Sekarang jika posisi saklar dipindahkan dari titi A ke titik B maka muatan listrik yang tersimpan pada kapasitor tersebut akan mengalir keluar melewati lampu. Sehingga akan menyalakan lampu tersebut. Kecerahan cahaya lampu dan lamamnya lampu tersebut menyala akan terganttung dari banyaknya muatan listrik yang tersimpan pada kapasitor dan besar hambatan yang dimiliki oleh lampu. Semakin besar muatan listrik yang tersimpan pada kapasitor, makin besar dan lama pula lampu menyala.

Pada rangkaian elektronika, proses pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor ini terus berlangsung secara konstan sesuai dengan rancangan sirkuit. 

Berbagi :