Beberapa kapasitor dapat dirangkai secara seri, paralel, atau gabungan dari keduanya (seri-paralel). Total kapasitansi pada rangkaian kapasitor disebut dengan kapasitansi ekivalen. Besar kapasitansi ekivalen perlu dihitung menyesuaikan bentuk rangkaian kapasitor apakah seri, paralel, atau gabungan.
Kapasitor merupakan komponen elektronika yang banyak dipasang pada alat-alat elektronik sepertipapan sirkuit elektrik komputer, kipas angin, dan lampu flash kpada kamera. Selain itu, keberadaan kapasitor juga dapat ditemukan pada pengapian aki mobil, penyekat arus listrik AC/DC, dan lain sbagainya. Fungsi kapasitor adalah menyimpan muatan listrik atau energi listrik untuk beberapa saat (sementara).
Baca Juga: Rangkaian RLC (Resistor, Induktor, dan Kapasitor)
Bagaimana cara menghitung gabungan kapasitas kapasitor dari beberapa kapasitor yang dirangkai seri dan paralel? Bagaimana cara menghitung kapasitansi ekivalen dari rangkaian kapasitor gabungan seri dan paralel? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.
Rangakaian Seri kapasitor
Beberapa kapasitor yang dirangkai secara seri ditandai dengan kapasitor yang saling terhubung secara sejajar dan tidak bercabang. Besar satu per kapasitansi ekivalen (total kapasitas kapasitor) sama dengan jumlah dari satu per kapasitas kapasitor dari setiap kapasitor yang terhubung.
Kapasitor-kapasitor dengan rangkaianr seri yang terhubung pada baterai bertegangan V akan terisi muatan listrik yang sama (Q1 = Q2 = Q3 = … = Qn = Q). Diketahui bahwa tegangan baterai sama dengan jumlah tegangan dari setiap kapasitor (V = V1 + V2 + V3 + … + Vn) dan rumus Q = CV.
Persamaan kapasitansi ekivalen untuk 3 kapasitor yang dirangkai secara seri memenuhi persamaan berikut.
Kapasitansi ekivalen dari beberapa kapasitor selalu lebih kecil dari kapasitansi terkecil dalam suatu rangkaian.
Sebagai contoh, perhatikan bagaimana cara menghitung kapasitansi dari tiga buah kapasitor yang dirangkai secara seri. Diketahui bahwa ketiga kapasitor berturut-turut memiliki nilai kapasitansi 2 μF, 3 μF, dan 6 μF. Kapasitansi ekivalen untuk ketiga kapasitor tersebut dapat dicari seperti pada penyelesaian cara berikut.
Besar kapasitansi ekivalen dari ketiga kapasitor yang dirangkai seri tersebut sama dengan Cs = 1 μF. Perhatikan juga bahwa nilai kapasitansi ekivalen lebih kecil dari kapasitansi ketiga kapasitor dalam rangkaian tersebut.
Baca Juga: Cara Hitung dan Rumus Kuat Arus yang Melalui Suatu Rangkaian Listrik
Rangakaian Paralel Kapasitor
Kapasitor-kapasitor dengan rangkaian paralel ditandi dengan susunan kapasitor yang dirangkai secara bercabang.
Beberapa kapasitor yang dirangkai secara paralel memiliki tegangan V yang sama sedangkan muatannya berbeda-beda. Di mana muatan pada kapasitor pertama Q1 = C1V, kedua Q2 = C2V, hingga muatan kapasitor ke-n Qn = CnV. Muatan total yang disimpan pada kapasitor dengan rangkaian paralel sama dengan Q = Q1 + Q2 + Q3 + … + Qn = C1V + C2V + … CnV = (C1 + C2 + … + Cn)V.
Diperoleh persamaan bahwa Q = Cp × V dengan Cp = C1 + C2 + … + Cn adalah kapasitansi ekivalen dari beberapa kapasitor. Dari persamaan ini dapat disimpulkan bahwa nilai kapasitansi ekivalen dari beberapa kapasitor dengan rangkaian paralel selalu lebih besar dari kapasitas kapasitor-kapasitor dalam rangkaian.
Persamaan kapasitansi ekivalen untuk 3 kapasitor yang dirangkai secara paralel memenuhi persamaan berikut.
Sebagai contoh, perhatikan bagaimana cara menghitung tiga buah kapasitor yang dirangkai secara paralel dengan kapasitansi C1 = 2 μF, C2 = 3 μF, dan C3 = 6 μF.
Kapasitansi ekivalen dari tiga kapasitor dengan rangkaian paralel:
Cp = C1 + C2 + C3
Cp = 2 + 3 + 6 = 11 μF
Perhatikan bahwa nilai kapasitansi ekivalen Cp lebih besar dari nilai kapasitansi ketiga kapasitor dalam rangkaian tersebut.
Baca Juga:
Kapasitansi Ekivalen (Total Kapasitas Kapasitor) dari Rangkaian Kapasitor Gabungan
Cara menentukan kapasitansi ekivalen dari kapasitor yang dirangkai dengan gabungan rangkaian seri dan paralel bergantung dari bentuknya. Jika rangkaian kapasitor berupa susunan sejajar (tidak bercabang) maka kapasitansi ekivalen dari kapasitor dihitung menggunakan aturan rangkaian seri. Jika rangkaian kapasitor berupa susunan bercabang maka kapasitansi ekivalen dari kapasitor dihitung menggunakan aturan rangkaian paralel.
Sebagai contoh, perhatikan bagaimana cara menentukan besar nilai kapasitansi dari beberapa kapasitor yang dirangkai secara seri dan paralel (gabungan) berikut!
Menghitung kapasitansi ekivalen untuk beberapa kapasitor dengan rangkaian seri dan paralel (gabungan).
Rangkaian kapasitor yang diberikan dirangkai secara seri dan paralel (gabungan). Di mana: C1 dirangkai seri dengan C2 yang terangkai paralel dengan rangkaian seri C3 dan C4 serta C5. Cara menentukan kapasitansi ekivalen dari lima kapasitor dilakukan dengan tiga langkah.
Pertama, menghitung kapasitansi ekivalen dari C1 dan C2 yang dirangkai seri. Kedua, menghitung kapasitansi ekivalen dari C3 dan C4 yang dirangkai seri. Karena nilai dan bentuk rangkaian kapasitor C1 dan C2 sama dengan kapasitor C4 dan C4, maka akan diperoleh hasil yang sama pula.
Selanjutnya atau langkah ketiga adalah menghitung kapasitansi ekivalen untuk rangkaian paralel dari kapasitansi seri dari C1 & C2, kapasitansi seri dari C3 & C4, serta kapasitas kapisator C5. Cara menghitung total kapasitas kapasitor atau kapasitansi ekivalen kelima kapasitor tersebu dapat dilakukan seperti penyelesaian berikut.
Dari hasil perhitungan dapat diketahui bahwa kapasitansi ekivalen dari lima kapasitor yang dirangkai secara seri dan paralel adalah Ctot = 2×10‒6 F.
Demikianlah tadi ulasan cara menghitung kapasitas ekivalen dari rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri, paralel, dan gabungan. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!
Baca Juga: Berbagai Macam Alat Ukur Listrik
