LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KAPASITANSI DAN DIELEKTRIK KELOMPOK KOMPETENSI F
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
43
c. Memiliki kekuatan kerak tinggi, agar tidak terjadi erosi karena tekanan elektrik permukaan.
d. Memiliki konstanta dielektrik yang tepat dan cocok, sehingga membuat arus pemuatan tidak melebihi yang diijinkan.
e. Kemampuan menahan panas tinggi daya tahan panas. f. Kerentanan terhadap perubahan bentuk pada keadaan panas.
g. Konduktivitas panas yang tinggi. h. Koefisien muai panas yang rendah.
i. Tidak mudah terbakar. j. Tahan terhadap busur api.
k. Daya serap air yang rendah. Tetapi dalam prakteknya tidak ada dielektrik yang mampu memenuhi semua
syarat-syarat diatas. Sehingga diperlukan kompromi tentang sifat-sifat apa saja yang lebih diutamakan.
2. Kapasitansi Kapasitas Kapasitor
Kapasitor Kondensator yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf C adalah suatu alat yang dapat menyimpan energimuatan
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 10
11
cm
2
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, dan gelas. 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 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
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KAPASITANSI DAN DIELEKTRIK KELOMPOK KOMPETENSI F
44
ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.
Gambar 2.1 Prinsip dasar kapasitor
Kapasitor kondensator terdiri dari dua keping konduktor yang dipisahkan
oleh isolator zat dielektrikum. Kapasitor berfungsi untuk:
a. menyimpan muatan atau energi listrik b. digunakan dalam rangkaian penala, berfungsi untuk memilih panjang
gelombang pada pesawat radio c. menghindari loncatan listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan
jika tiba-tiba arus listrik putus. d. meratakan arus listrik pada rangakaian catu daya memisahkan arus
bolak-balik menjadi arus searah e. mengontrol frekuensi pada rangkaian osilator
f. penghubung coupling dan penyimpang arus bypass Proses pengisian kapasitor dilakukan dengan menghubungkan kedua keping
pelat kapasitor dengan ujung-ujung sumber tegangan. Perhatikan Gambar 2.2 di bawah ini
Gambar 2.2 Pengisian kapasitor
+ +
+ X
+ +
- -
- Y
- -
E
dielektrik elektroda
elektroda
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: KAPASITANSI DAN DIELEKTRIK KELOMPOK KOMPETENSI F
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
45
Kutub positif baterai akan menarik elektron dari pelat X kapasitor dan memindahkan ke pelat Y, sehingga jumlah muatan positif pada pelat X sama
dengan jumlah muatan negatif pada pelat Y kapasitor. Pada keadaan ini kapasitor dikatakan diisi dengan muatan. Proses pengisian kapasitor
berlangsung sangat cepat. Sedangkan proses pengosongan kapasitor yang telah bermuatan listrik dilakukan dengan cara menghubungkan kedua pelat
kapasitor melalui kawat atau resistor. Elektron dari plat negatif akan mengalir menuju plat positif, sebaliknya arus listrik mengalir dari pelat positif menuju
plat negatif. Keadaan ini terjadi sampai kedua muatan saling mentralkan. Hal tersebut terjadi karena kedua muatan pada pelat kapasitor sama besar
namun berlawanan jenis. Kemampuan sebuah kapasitor untuk menyimpan muatan listrik biasa disebut
dengan kapasitansi. Besarnya kapasitas sebuah kapasitor dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
dengan: q = muatan yang tersimpan dalam kapasitor C
V = beda potensial V C = kapasitas-kapasitor Farad = F
Kapasitor yang kita kenal ada 3 jenis, yaitu kapasitor kertas, kapasitor logam elco dan kapasitor elektrolit. Masing-masing jenis kapasitor tersebut
mempunyai kapasitas yang berbeda-beda, disesuaikan dengan cara merangkai dua buah lempengan di dalamnya. Kapasitansi didefinisikan
sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x
10
18
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 coulomb. Dengan rumus dapat ditulis:
V q
C
