Konsep Dasar Pengukuran Kapasitor Plat Sejajar dan Permitivitas Relatif

Kapasitor pelat sejajar mempunyai dua buah pelat konduktor dengan luas A(m2), yang dipisahkan sejauh d(m). Apabila ruangan diantara kedua pelat tersebut adalah bahan dielektrik dengan permitivitas relatif, ℰr, maka nilai kapasitansi dari kapsitor tersebut adalah:

C = 8.86 x 10^-6 ( εr x A/d )

Apabila luas permukaan pelat konduktor yang berhadapan bertambah besar, maka nilai kapasitansinya juga akan bertambah besar, karena nilai kapasitansi berbanding lurus dengan luas permukaan plat konduktor. Sebaliknya jika jarak antar pelat konduktor bertambah besar, maka nilai kapasitansinya akan mengecil, karena nilai kapasitansi berbanding terbalik dengan luas permukaan plat konduktor.

Macam-macam Kondensator berdasarkan kegunaannya:

1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)
2. Kondensator elektrolit (Electrolit Condenser = Elco)
3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)

Pada kapasitor dengan kapasitansi besar biasanya tertulis dengan informasi yang lengkap dan jelas, lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Contohnya pada kapasitor dengan jenis elco terdapat informasi yang jelas yaitu 10µF, 50v yang artinya kapasitor tersebut mempunyai nilai kapasitansi sebesar 10µF dengan tegangan kerja maksimum sebesar 50 volt. Kapasitor yang ukuran fisiknya kecil biasanya hanya bertuliskan dua atau tiga angka saja. Jika hanya ada 2 angka, maka satuannya adalah pF (pico farads), misalnya kapasitor tersebut bertuliskan 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. Namun jika ada 3 angka, maka dua angka pertama menunjukkan nilai kapasitansinya dan angka ke tiga yaitu faktor pengalinya.

Contoh:
- 47   = 47 x 1
         = 47 pF

- 105 = 10 x 100.000

         = 1.000.000 pF
         = 1.000 nF
         = 1 µF

- 222 = 22 x 100

         = 2.200 pF
         = 2,2 nF atau
         = 2n2

Gambar 2. Kapasitansi sebagai fungsi jarak antar pelat 

permittivitas relative εr dari udara yaitu 1.0006, sedangkan nilai permittivitas relative εr dari beberapa bahan dielektrik diperlihatkan pada tabel.

Bahan Dielektrik	Permittivitas Relative (εr)	Bahan Dielektrik	Permittivitas Relative (εr)
Mika	-	Udara	1.0006
Karet Alam	2,7-4	Oksigen	1.0005
Ebonit	2,7-2,9	Keramik	-
Kertas	2-2,5	Gelas/Kaca	3.5-9
Parafin	1,9-2,4	Polyethylene	2.2-2.4
Air	80	Polystyrene	2.5-2.7
Amonia	21-23	Vinyl Chlorida	2.3-3.1

Kapasitansi Sebagai Fungsi Luas Pelat yang Berhadapan

Pada grafik hubungan antara luas pelat dengan kapasitansi terlihat bahwa bila luasnya mengecil maka nilai kapasitansinya akan ikut mengecil. Dapat diketahui bahwa dari beberapa bahan dielektrik yang digunakan, nilai kapasitansi terbesar yaitu jika menggunakan bahan dielektrik kaca. Hal ini dikarenakan kaca memiliki nilai permitivitas relative tertinggi dibandingkan dua bahan dielektrik lainnya, yaitu udara dan viniyl chloride.

Kapasitansi Sebagai Fungsi Jarak Antar Pelat

Pada grafik hubungan antara jarak pelat dengan kapasitansi terlihat bahwa semakin besar jarak antara 2 buah pelat maka nilai kapasitansi yang terbaca pada kapasitansi meter akan semakin kecil.

Pengukuran Permittivitas relative (εr) bahan dielektrik 

Untuk menentukan nilai permittivitas relative dari bahan dielektrik kaca dan viniyl. Terlihat pada table, nilai permittivitas tertinggi dari beberapa bahan dielektrik yaitu pada bahan dielektrik kaca. Hal ini membuktikan bahwa nilai kapasitansi keeping sejajar bergantung pada bahan dielektrik yang digunakan.

Jadi dapat disimpulkan bahwa

1. Pada kapasitor pelat sejajar, nilai kapasitasnya tergantung pada luas dan jarak antara plat serta jenis / macam zat yang berada diantara dua plat tersebut. Semakin jauh jarah plat maka semakin kecil nilai kapasitansi 
2. Permitivitas dari bahan dielektrik berbeda-beda semakin besar nilai permitivitas maka akan mempengaruhi besarnya nilai kapasitansi. 
3. Bahan dielektrik kaca merupakan bahan dielektrik yang mempunyai nilai kapasitansi terbesar dikarenakan kaca memiliki nilai permittivitas relative tertinggi dibandingkan bahan dielektrik lainnya.

Share this post