Prinsip Kerja Kapasitor

Untuk menunjukkan bagaimana kapasitor bekerja, mari kita pertimbangkan struktur paling dasar dari sebuah kapasitor. Kapasitor terbuat dari dua pelat konduktor paralel yang dipisahkan oleh dielektrik yang merupakan kapasitor pelat paralel. Ketika kita menghubungkan sebuah baterai (Sumber Tegangan DC) di seberang kapasitor, satu pelat (pelat-I) terhubung ke ujung positif, dan pelat lainnya (pelat-II) ke ujung negatif baterai. Pada saat itu, potensial baterai diterapkan pada kapasitor tersebut. Dalam situasi ini, pelat-I berpotensi positif terhadap pelat-II. Dalam kondisi setimbang, arus dari baterai mencoba mengalir melalui kapasitor ini dari pelat positif (pelat-I) ke pelat negatif (pelat-II) tetapi tidak dapat mengalir karena pemisahan kedua pelat dengan material isolasi.

Medan listrik muncul di seberang kapasitor. Seiring berjalannya waktu, pelat positif (pelat I) akan mengumpulkan muatan positif dari baterai, dan pelat negatif (pelat II) akan mengumpulkan muatan negatif dari baterai. Setelah waktu tertentu, kapasitor menyimpan jumlah muatan maksimum sesuai kapasitasnya terhadap tegangan tersebut. Waktu ini disebut waktu pengisian kapasitor ini.

Setelah melepaskan baterai dari kapasitor ini, kedua pelat tersebut akan menyimpan muatan positif dan negatif untuk waktu tertentu. Dengan demikian, kapasitor bertindak sebagai sumber energi listrik.

Jika kedua ujung (pelat I dan pelat II) terhubung ke beban, arus akan mengalir melalui beban tersebut dari pelat-I ke pelat-II hingga semua muatan hilang dari kedua pelat. Waktu ini dikenal sebagai waktu pembuangan kapasitor.

Kapasitor dalam Rangkaian DC

Misalkan sebuah kapasitor terhubung di seberang baterai melalui saklar.

Ketika saklar dihidupkan, yaitu pada t = +0, arus akan mulai mengalir melalui kapasitor. Setelah waktu tertentu (yaitu waktu pengisian) kapasitor tidak akan membiarkan arus mengalir lebih lanjut. Hal ini karena muatan maksimum telah terakumulasi di kedua pelat dan kapasitor berfungsi sebagai sumber yang memiliki ujung positif terhubung ke ujung positif baterai dan ujung negatif terhubung ke ujung negatif baterai dengan potensi yang sama.

Karena perbedaan potensial nol antara baterai dan kapasitor, tidak ada arus yang mengalir melaluinya. Jadi, dapat dikatakan bahwa awalnya kapasitor bersirkuit pendek dan akhirnya bersirkuit terbuka ketika terhubung di seberang baterai atau sumber DC.

Kapasitor dalam Rangkaian AC

Misalkan sebuah kapasitor terhubung di seberang sumber AC. Pertimbangkan, pada momen tertentu dari setengah positif tegangan bolak-balik, pelat-I mendapatkan polaritas positif dan pelat-II polaritas negatif. Pada saat itu, pelat-I mengumpulkan muatan positif dan pelat-II mengumpulkan muatan negatif.

Namun, pada setengah negatif dari tegangan AC yang diterapkan, pelat-I mendapatkan muatan negatif dan pelat-II muatan positif. Tidak ada aliran elektron antara kedua pelat ini karena adanya dielektrik yang ditempatkan di antara pelat, tetapi mereka mengubah polaritas mereka sesuai dengan perubahan polaritas sumber. Pelat kapasitor mengalami pengisian dan pembuangan secara bergantian oleh AC.

Sumber: Electrical4u.<