Kapasitor
adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik.
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, gelas dan
lain-lain. 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 kutup negatif dan sebaliknya
muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena terpisah
oleh bahan dielektrik yang non-konduktif.
Muatan
elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung
kakinya. Di alam bebas, fenomena kapasitor ini terjadi pada saat
terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.
Tipe Kapasitor
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 uF, 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 dengantanda + dan – di
badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena
proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup
positif anoda dan kutup 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 . contoh dari
kapasitor ini yaitu Elco / kondensator.
Lapisan
oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses
penyepuhan emas. Elektroda metal yang dicelup kedalam larutan electrolit
(sodium borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan
electrolit diberi tegangan negatif (katoda). Oksigen pada larutan
electrolyte terlepas dan mengoksidai 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. 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 batere
dan accu. Pada kenyataanya batere 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 applikasi mobil elektrik dan telepon selular.
Kapasitor
Electrochemical Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor
electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah batere dan accu.
Pada kenyataanya batere 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 applikasi mobil elektrik dan telepon selular.