Bagaimana Luas Plat, Jarak, dan Bahan Dielektrik Menentukan Kapasitansi
Kapasitansi diatur oleh tiga parameter fisika inti dari kapasitor: luas plat, jarak plat, dan permitivitas dielektrik. Faktor-faktor ini menentukan berapa banyak fluks medan listrik—esensialmente muatan yang dapat disimpan—yang berkembang untuk tegangan tertentu di seluruh plat.
Luas Plat
Semua hal sama, luas plat yang lebih besar menghasilkan kapasitansi yang lebih tinggi, sementara luas yang lebih kecil menguranginya. Ini karena permukaan yang lebih besar dapat mengumpulkan lebih banyak muatan untuk kekuatan medan listrik yang sama.
Jarak Plat
Ketika plat didekatkan, intensitas medan listrik (tegangan dibagi jarak) meningkat, yang porosnya meningkatkan muatan yang tersimpan dan oleh karena itu kapasitansi. Meningkatkan jarak melakukan sebaliknya.
Bahan Dielektrik
Materi dengan permitivitas relatif (konstanta dielektrik) yang lebih tinggi memungkinkan jumlah fluks medan listrik yang lebih besar untuk tegangan yang diterapkan yang sama. Akibatnya, kapasitor yang menggunakan dielektrik k-tinggi akan memiliki kapasitansi yang lebih besar daripada yang menggunakan bahan k-rendah dalam kondisi geometris yang identik.
Permitivitas relatif adalah rasio permitivitas materi terhadap vakuum. Misalnya, kaca, dengan permitivitas relatif 7, mengizinkan fluks medan listrik tujuh kali lebih kuat daripada vakuum, semua faktor lain sama.
| Materi | Permitivitas Relatif (Konstanta Dielektrik) |
| Vakuum | 1,0000 |
| Udara | 1,0006 |
| PTFE, FEP ("Teflon") | 2,0 |
| Polipropilena | 2,20 hingga 2,28 |
| Resin ABS | 2,4 hingga 3,2 |
| Polistiren | 2,45 hingga 4,0 |
| Kertas lilin | 2,5 |
| Minyak trafo | 2,5 hingga 4 |
| Karet keras | 2,5 hingga 4,80 |
| Kayu (Oak) | 3,3 |
| Silikon | 3,4 hingga 4,3 |
| Bakelit | 3,5 hingga 6,0 |
| Kuarsa, terlebur | 3,8 |
| Kayu (Maple) | 4,4 |
| Kaca | 4,9 hingga 7,5 |
| Minyak ricin | 5,0 |
| Kayu (Birch) | 5,2 |
| Mika, muskovit | 5,0 hingga 8,7 |
| Mika terikat kaca | 6,3 hingga 9,3 |
| Porselein, Steatit | 6,5 |
| Alumina | 8,0 hingga 10,0 |
| Air tisu | 80,0 |
| Barium-strontium-titanit | 7500 |
Untuk pasang konduktor yang dipisahkan oleh dielektrik seragam, kapasitansi dapat diperkirakan dengan rumus berikut:
Kapasitor Variabel
Kapasitansi dapat dibuat dapat disesuaikan dengan menyesuaikan salah satu parameter di atas. Pendekatan umum adalah mengubah tumpang tindih plat efektif. Gambar di bawah ini menunjukkan kapasitor variabel typis yang menggunakan plat logam bergandengan dan celah udara. Memutar poros mengubah luas tumpang tindih, sehingga menyesuaikan kapasitansi dalam rentang pikofarad—konfigurasi yang sering digunakan dalam sirkuit radio-frekuensi.
Lembar Kerja Terkait
- Lembar Kerja Kapasitor
- Lembar Kerja Substitusi Aljabar untuk Sirkuit Listrik
