1. A. Pengertian Kapasitor
Kapasitor (kondensator) adalah kompenen/perangkat elektronika yang
dapat menyimpanan muatan (energy), dan terbuat dari 2 buah konduktor yang
berada berdekatan. Komponen ini bila dihubungkan dengan sebuah untai
yang didalamnya terdapat sumber arus atau baterai, maka dalam waktu
singkat mengalirlah arus searah, dan setelah kapasitor termuati maksimum
maka arus pun berhenti. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-
1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F).
Kapasitas kapasitor, biasa disebut juga kapasitansi, C merupakan ukuran
kemampuan kapasitor itu untuk menyimpan muatan (Q) pada beda potensial
(V). Hal ini dinyatakan dalam kaitan:
Persamaan (1) tidak boleh dimaknai bahwa C bergantung pada Q dan
atau V, tetapi harus dimaknai bahwa C hanyalah tetapan kesebandingan
antara Q dengan V, Nilai C sebuah kapasitor dapat diperbesar dengan cara
memperkecil V pada nilai Q yang tetap. Hal ini dapat dilakukan antara lain
dengan meletekkan sebuah isolator (dielektrik) diantara kedua konduktor itu.
Nilai C sebuah kapasitor bergantung pada: geometri konduktor, jenis
dielektrik, dimensi kapasitor, dan jarak antara kedua konduktor.
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
Elektronika dasar 1

2. Dielektrik
Ruang antara konduktor pada suatu kapasitor biasanya diisi dengan bahan
isolator yang dinamakan dielektrik, misalnya kaca, kertas, mika, dll.
Eksperimen yang dilakukan Faraday menunjukkan bahwa adanya dielektrik
menyebabkan kapasitansi bertambah. Penambahan kapasitansi ini disebabkan
karena adanya dielektrik mengakibatkan medan listrik di antara kapasitor
berkurang.
B. Susunan Kapasitor
Pengetahuan tentang susunan kapasitor diperlukan untuk mendapatkan
nilai kapasitas kapasitor pengganti (ekuivalen) dari sejumlah kapasitor yang
tersedia. Jika sejumlah kapasitor itu disusun dengan cara tertentu, maka
susunan itu dapat dipandang sebagai sebuah kapasitor ekuivalen yang
mewakili susunan sejumlah kapasitor. Untuk mendapatkan kapasitas
kapasitor ekuivalen yang diinginkan, kapasitor dapat disusun secara seri dan
jajar atau paralel. Nilai kapasitansi ekuivalen daari untai kapasitor didasari
oleh hukum kekekalan muatan.
RANGKAIAN KAPASITOR SERI DAN PARALEL :
SERI PARALEL
1/Cs = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ... Cp = C1 + C2 + C3 + ...
VG = V1 + V2 + V3 + ... Vg = V1 = V2 = V3 = ...
Qg = Q1 = Q2 = Q3 = ... Qg = QI + Q2 + Q3 + ...
C. Jenis-jenis kapasitor
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)
Elektronika dasar 2

3. Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk
lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic,
electrolytic dan electrochemical.
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.
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.
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
Elektronika dasar 3

4. 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.
Kapasitor Electrochemical
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.
D. Fungsi Kapasitor
Fungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian :
a. mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung
kumparan, bila tiba-tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan
b. menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala
elektronik
c. memilih panjang gelombang pada radio penerima
d. filter dalam catu daya (power suply).
E. Energi yang tersimpan dalam kapasitor
Elektronika dasar 4

5. Selama proses pengisian kapasitor, muatan positif dipindahkan dari salah satu
konduktor ( konduktor negatif) ke konduktor lainnya (konduktor positif). Jika
muatan sebesar q dipindahkan maka energi potensial muatan tersebut
bertambah sebesar qV. Artinya untuk mengisi kapasitor diperlukan sejumlah
usaha (energi) yang kemudian disimpan dalam bentuk energy potensial
muatan yang berpindah.
F. Prinsip Kerja Kapasitor
Kapasitor tidak bisa dilewati oleh arus searah dan oleh arus bolak-balik
dianggap bagaikan seutas kawat. Kapasitor itu bekerja sesuai dengan sifat
atau karakteristik asli dari kapasitor itu sendiri. Tidak membedakan apakah
arus searah atau arus bolak balik, yang pasti kapasitor hanya bekerja sesuai
dengan karakterisitik yang sebenarnya. Kapasitor ditemukan oleh Michael
Faraday (1791-1867) dan dengan satuan farad. Komponen penyusun
kapasitor itu sebenarnya adalah dua buah plat sejajar yang dipisahkan oleh
bahan dielektrik (contoh : vacum, kertas, mika, keramik,dll) dan mempunyai
sifat dasar bahwa kapasitor itu bila dialiri arus listrik maka akan menyimpan
muatan, pengisian muatan itu terjadi selama kapasitor itu belum terisi penuh.
Kemudian kapasitor akan melakukan pelepasan muatan apabila polaritas
tegangan dari terminal yang dihubungkan padanya lebih rendah. Pelepasan
muatan ini bisa saja terjadi walaupun kapasitor belum terisi penuh selama
adanya perbedaan polaritas. Sesuai dengan aturan listrik bahwa arus listrik itu
mengalir dari polaritas yang lebih tinggi ke polaritas yang lebih rendah.
Muatan yang tersimpan dalam kapasitor dapat dihitung dengan rumus :
Q = C.V (14)
Dimana : Q = Muatan listrik dalam Coulomb
C = Nilai kapasitansi dalam Farad
V = Nilai tegangan dalam volt
Nilai kapasitansi dihitung dengan rumus :
C = (8,85 x 10-12) (k A/t) (15)
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
Elektronika dasar 5

6. induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-) akibatnya daya
reaktif yang berlaku menjadi kecil.
Elektronika dasar 6