Hambatan (Resistor)

Resistansi (Resistance) atau lebih tepatnya disebut dengan Resistansi Listrik (Electrical Resistance) adalah kemampuan suatu bahan benda untuk menghambat atau mencegah aliran arus listrik.

Rumus hambatan listrik

Sumber gambar: www.jalankatak.com

Sumber gambar: blog.ruangguru.com

Sumber gambar: smp.prasacademy.com
Keterangan:
R = hambatan kawat penghantar (Ω)
l   = panjang kawat penghantar (m)
A = luas penampang kawat penghantar (m²)
𝜌  = hambatan jenis penghantar (Ωm)

Rumus hambatan untuk rangkaian paralel seperti gambar di bawah ini adalah berikut. 

Sumber gambar: panduanteknisi.com

Rumus hambatan untuk rangkaian seri seperti gambar di bawah ini adalah berikut.


Sumber gambar: panduanternisi.com

Contoh soal

1. Kawat yang panjangnya 200 m dengan luas penampang kawat 0,5 mm² sehingga memiliki hambatan listrik sebesar 56 Ω. Tentukanlah hambatan jenis kawat tersebut?

Diketahui :  l = 200 m
                  A = 0,5 mm² = 5  × 10⁻⁷ m²
                  R = 56 Ω
Ditanya : 𝜌 = ... ?

Jawab

Jadi, besar hambatan jenis dari kawat tersebut adalah 1,4 × 10⁻⁷ Ωm.
2. Hitunglah besar hambatan pengganti dari rangkain hambatan di bawah ini.

Karena rangkaian yang ujung bersifat terbuka sehingga arus tidak ada yang akan melewati resistor 7 ohm dan 14 ohm, maka kedua resistor tersebut tidak perlu dihitung sehingga rangkaian dapat diubah menjadi seperti berikut.

Karena  resistor 3 ohm, 2 ohm, 1 ohm, 2 ohm dan 4 ohm terhubung secara seri, maka kita dapat menghitung hambatan totalnya (dari rangkaian seri 5 buah resitor tersebut) dengan menjumlahkan sebagai berikut.

Rs            = 3 + 2 + 1 + 2 + 4 = 12 ohm

Rangkaian sekarang berubah menjadi seperti berikut.

Karena Rs dan resistor 6 ohm terhubung secara paralel, maka sekarang kita dapat menghitungnya dengan rumus:

1/Rp= 1/Rs + 1/6

                 = 1/12 + 1/6

                 = 3/12

Rp            = 12/3

                 = 4 ohm

Sekarang rangkaian berubah seperti gambar berikut.

Karena masing masing resistor sudah terhubung seri maka sekarang kita tinggal menjumlahkan ketiganya sehingga didapatkan sebagai berikut.

Rtotal = 2 ohm + 4 ohm + 3 ohm

                 = 9 ohm

Jadi hambatan total dari rangkaian di atas adalah 9 ohm

Info singkat

Sumber gambar: an1mage.org

Georg Simon Ohm adalah fisikawan Jerman yang lahir pada 16 Maret 1789 di Erlangen, Bavaria. Sempat masuk ke Universitas Erlangen namun keluar di semester ketiga. Ohm kemudian mengajar di sekolah Gottstadt bei Nydaud, Swiss. Juga menjadi guru privat di Neuchâtel pada Maret 1809.

1811, dia kembali ke Universitas Erlangen untuk melanjutkan studinya. Setelah memperoleh gelar doktor di bidang matematika dari Erlangen, Ohm sempat mengajar di sana, namun kemudian menerima tawaran pemerintah Bavaria. Perjalanan karier Ohm masih panjang. Ia sempat mengajar matematika dan fisika di Gimnasium Jesuit, Cologne. Juga mendapatkan pekerjaan dan gelar profesor dari salah satu universitas di Nüremberg. 1849, Ohm mengajar di Universitas Munich, bahkan menjadi ketua bidang studi fisika di sana.

Artikel ilmiah yang pertama kali dipublikasikan Ohm mengenai penurunan gaya elektromagnetik yang dihasilkan oleh suatu kawat yang diperpanjang ukurannya. Hukum Ohm dituliskan dalam buku berjudul Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet tahun 1827. Ohm juga menulis soal tentang konduksi model sirkuit yang didasarkan oleh studi Fourier tentang konduksi panas, juga mengajukan suatu teori untuk menerangkan tentang elektrisitas galvanik. Ohm meninggal pada 6 Juli 1854.

Penerapan dalam kehidupan sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari, pengetahuan tentang Hukum Ohm sangat bermanfaat dalam pemilihan komponen-komponen listrik yang baik serta sesuai dengan besarnya tegangan yang tersedia. Misalnya, jika kamu menggunakan lampu baterai.

Lampu baterai mempunyai tahanan yang dibuat sesuai dengan nilai tegangan yang besarnya tertentu. Jika lampu baterai tersebut dihubungkan dengan baterai yang tegangannya terlalu besar, maka lampu tersebut akan rusak.

Sebaliknya jika lampu tersebut dihubungkan dengan baterai yang tegangannya terlalu kecil, lampu tersebut tidak akan menyala secara maksimal atau lampu tersebut akan terlihat redup.

Hal tersebut juga berlaku untuk alat-alat listrik atau barang elektronik lainnya. Alat-alat listrik atau barang elektronik dibuat sedemikian rupa sehingga besarnya tegangan yang diperlukan untuk mengoperasikan alat tersebut dapat menggunakan sumber tegangan dari sumber listrik dari PLN.

Untuk menyesuaikan kebutuhan tegangan yang diperlukan guna mengoperasikan alat tersebut, biasanya alat-alat listrik dibuat dengan menambahkan hambatan. Baik dari segi bahan pembuatannya, atau ditambahkan resistor lain untuk menambah tahanan alat tersebut.

Kesimpulan

• Perspektif alkitab dari hambatan adalah sesuatu yang berlebihan atau kekurangan itu tidak baik. Hambatan adalah besar tegangan per arus listrik. Pada barang elektronik, tegangan yang terlalu besar membuat barang cepat rusak sedangkan tegangan terlalu rendah membuat barang tidak menyala/bekerja sehingga harus diberikan tegangan yang pas.
• Hal yang saya pelajari adalah benda-benda yang telah kita beli harus dirawat dengan baik dengan cara mengetahui batas tegangan yang mengalir per kuat arus. Karena kita sudah membelinya, maka kita juga bertanggung jawab untuk menjaga dan merawat barang tersebut dengan baik agar tidak rusak. 

Latihan soal

Tiga buah hambatan dihubungkan secara paralel. Hambatan tersebut masing masing bernilai 2 ohm, 1 ohm dan 2 ohm. Jika rangkaian hambatan tersebut dihubungkan pada tegangan 12 volt, hitunglah besarnya kuat arus total dan kuat arus yang mengalir pada hambatan 1 ohm!

Kunci jawaban: 12 ampere

Diketahui sebuah kawat penghantar memiliki panjang 100 m, luas penampang 2,5 mm², dan hambatan jenis kawat penghantar sebesar 17 × 10⁻⁷ Ωm. Tentukanlah besar hambatan kawat yang diberikan?

Kunci jawaban: 68 Ω

Referensi

https://teknikelektronika.com/pengertian-hambatan-listrik-resistansi-listrik/
http://www.uniksharianja.com/2016/02/soal-soal-latihan-tentang-rangkaian-hambatan-listrik.html?m=1
http://www.sainsseru.com/2018/03/pengertian-dan-rumus-hambatan-listrik.html?m=1
https://www.bukupedia.net/2015/12/hubungan-kuat-arus-listrik-beda.html?m=1

Listrik Dinamis: Arus Listrik

Setelah mempelajari berbagai topik tentang listrik statis pada materi sebelumnya, sekarang penulis akan membagikan topik tentang listrik dinamis. Pembaca tentunya masih ingat bahwa listrik dinamis adalah listrik yang muatannya bergerak. Kali ini, kita akan membahas tentang arus listrik.

Sumber gambar: pengertianilmu.com

Pengertian dari arus listrik ialah banyak nya muatan listrik yang di sebab kan dari pergerakan elektron – elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu nya. Jadi, ketika elektron berpindah, arus listrik terbentuk.

Rumus arus listrik adalah

Sumber gambar: belajarelektronika.net
I = arus listrik (A)
Q = muatan (C)
t = waktu (s)

Contoh soal

1. Sebuah arus listrik yang melalui hambatan dalam suatu rangkaian dengan besar arus listrik nya yaitu 4,0 ampere dan dalam waktu 10 sekon, maka berapakah besar muatan listrik nya ?

Jawab :

Dik ketahui = I =  4,0 ampere

                         t = 10 sekon

ditanya = berapakah besar muatan listrik nya ?

Jawab  = I = Q/t

  4,0 ampere = Q/10 sekon

                    Q = 4,0 ampere x 10 sekon

                    Q = 40 C

Info singkat

Sumber gambar: www.amongguru.com

.

André-Marie Ampère, lahir pada 20 Januari 1775 di wilayah St. Nizier, Lyon. Ia adalah salah satu pelopor di bidang elektrodinamika (listrik dinamis) dan ilmuwan pertama yang mengembangkan pengamatan terhadap fenomena listrik dan magnet.

Ia sendiri tidak pernah duduk di bangku sekolah. Sebagian besar pendidikannya diperoleh dari ayahnya sendiri.

Memasuki usia 12 tahun, Ampere telah menguasai hampir semua hal tentang matematika pada saat itu. Namun, pendidikannya terbentur ketika Revolusi Perancis. Pada 1793, pasca sebuah pertempuran antara pendukung monarki dan republik meletus di sekitar wilayah kediamannya. Ayahnya ditangkap pihak republik dan dipenggal.
Butuh tiga tahun bagi Ampere untuk melupakan trauma sebelum bertemu dengan Julie Carron, wanita yang kemudian menjadi istrinya dan memberinya satu anak. Pada 1802, Ampère ditunjuk sebagai Profesor fisika dan kimia pada École Centrale di Bourg-en-Bresse. 
Hanya setahun mengecap sukses, istrinya wafat pada 1803 dan membuatnya memutuskan untuk pindah ke ibukota Perancis. Setahun berikutnya, tepatnya 1804, Ampère mengajar di Ecole Polytechnique dan diangkat sebagai profesor matematika pada 1809.
Meneruskan penelitian Hans Christian Ørsted, ahli fisika kelahiran Denmark, yang menemukan jarum kompas bergerak jika ditaruh di dekat kawat berarus listrik,  Ampere menggabungkan riset tersebut dengan medan magnet. Ia menemukan kumparan berarus listrik bisa bersifat sebagai magnet yang kuat. Bergantung pada jenis aliran listrik, kumparan bisa saling menarik atau menolak satu sama lain. Hal itu merupakan salah satu sumbangan terbesar fisikawan Perancis pada dunia dikenal dengan nama Hukum Ampere, besar aksi dan reaksi dua kumparan beraliran listrik berbanding lurus dengan panjang kawat dan intensitas arus - teorem dasar yang menjadi cikal bakal cabang ilmu elektro-magnetik dalam fisika modern.
Pada 10 Juni 1836, André-Marie Ampère meninggal dunia di Marseille, Perancis.

Penerapan dalam kehidupan sehari-hari

Dimanfaatkan untuk lampu LED

Sumber gambar: sains.kompas.com
Dulu pemanfaatan arus listrik searah ini adalah untuk pembuatan generator listrik, yang mana kemudian dimanfaatkan oleh Thomas Alfa Edison untuk pembuatan lampu pertama kalinya. Sampai sekarang, pemanfaatan arus listrik searah ini masih digunakan untuk menyalakan lampu LED. Sehingga untuk mendapatkan manfaat lampu LED diperlukan arus listrik searah, yaitu untuk memberikan penerangan dan kenyamanan bagi manusia untuk melakukan aktivitas atau pekerjaannya. Tidak hanya lampu LED saja, namun juga lampu pada mobil ataupun kendaraan bermotor lainnya.

2. Dimanfaatkan untuk komputer

Sumber gambar: maxmanroe.com
Komputer merupakan salah satu benda elektronik yang keberadaannya sangatlah penting di kehidupan manusia, baik untuk menyelesaikan pekerjaan, sekedar untuk mendapatkan hiburan semata ataupun untuk mendapatkan manfaat dunia maya dalam berbagai bidang. Komputer menyala dengan menggunakan manfaat dari arus listrik searah, yang sebelumnya dihubungkan dahulu dengan arus AC atau arus bolak balik sebelum diubah adaptor menjadi arus searah.

3. Dimanfaatkan untuk televisi

Sumber gambar: wowasiknya.com
Salah satu manfaat sumber arus listrik bagi kehidupan manusia secara tidak langsung adalah untuk memberikan informasi, salah satunya melalui televisi. Tidak hanya dalam penggunaan televisi, penggunaan arus searah juga bermanfaat dalam pembuatan radio. Sehingga secara tidak langsung, adanya arus searah ini juga dapat membantu manusia untuk mendapatkan informasi cepat bahkan dari jarak jauh secara real time.

Dimanfaatkan untuk baterai

Sumber gambar: cocogrosir.com
Salah satu manfaat arus listrik searah dalam kehidupan sehari hari paling utama adalah digunakan sebagai power supply. Yang mana manfaat ini akan didapatkan salah satunya dengan adanya baterai. Jika dilihat, semua baterai untuk benda elektronik memiliki simbol plus minus yang merupakan tanda arus searah. Untuk berbagai macam bentuk baterai dari yang berbentuk bulat pipi, silinder, kotak dan lain sebagainya.

5. Dimanfaatkan untuk menghidupkan barang elektronik

Sumber gambar: surabaya.tribunnews.com

Dengan penggunaan arus searah untuk pembuatan baterai, tentunya bisa digunakan untuk mendapatkan berbagai macam manfaat benda elektronik di kehidupan sehari-hari. Penggunaannya untuk dalam kehidupan sehari hari pun sangat bervariasi dari penggunaan senter, handphone, mainan anak, laptop dan lain sebagainya. Ini membuktikan bahwa keberadaan arus searah ini sangatlah penting untuk menunjang berbagai aspek kehidupan manusia.

Kesimpulan

• Hal yang saya pelajari dari topik arus listrik yaitu hal yang sangat kecil (seperti pergerakan elektron-elektron) memiliki dampak yang sangat besar bagi kehidupan sehari-hari (seperti menghidupkan barang elektronik).
• Perspektif alkitabnya, pada Filipi 4 : 19, ditulis bahwa "Allahku akan memenuhi segala keperluanmu menurut kekayaan dan kemuliaan-Nya dalam Kristus Yesus.". Tuhan telah mengetahui kebutuhan manusia sehari-hari sehingga Ia menciptakan listrik untuk memenuhi kebutuhan manusia. Sehingga manusia bisa menggunakan lampu dan barang elektronik dan mencari pendapatan melalui mesin-mesin. 

Latihan soal

Arus sebesar 2 Ampere mengalir melalui kawat selama 8 sekon. Tentukan besar muatan melewati suatu titik dan banyaknya elektron pada muatan tersebut!(Muatan satu elektron adalah 1,6 x 10^-19 Coulomb)

kunci jawaban: 16 Coulomb, 10 x 10¹⁹ elektron.

Referensi

• https://rumus.co.id/arus-listrik/
• https://m.merdeka.com/andre-marie-ampere/profil/
• https://www.google.com/amp/s/manfaat.co.id/manfaat-arus-listrik-searah/amp?espv=1
• https://www.google.com/amp/s/gurumuda.net/contoh-soal-arus-listrik.htm/amp%3fcontoh-soal-arus-listrik_htm?espv=1

Kapasitor

Sumber gambar: blog.ub.ac.id

Setelah kalian mempelajari tentang berbagai macam energi pada listrik, kali ini kalian akan mempelajari tentang sebuah komponen pada listrik, yaitu kapasitor. Kapasitor adalah komponen listrik yang berfungsi menyimpan muatan listrik.

Di antara kedua keping tersebut terdapat isolator unruk mencegah muatan positif dan negatif bertemu.

Ada 3 jenis kapasitor yaitu:

• Kapasitor kertas, kertas berfungsi sebagai penyekat di antara kedua pelat. Kapasitor kertas memiliki kapasitas sebesar 0,1 μF.
• Kapasitor elektrolit, bahan penyekatnya adalah aluminium oksida. Kapasitor ini memiliki kapasiatas paling besar, yaitu sampai dengan 100.000 pF.
• Kapasitor variabel adalah kapasitor dengan nilai kapasitas yang dapat diubah-ubah. Penyekatnya adalah udara, dengan nilai maksimum kapasitasnya sampai dengan 500 pF.

Kegunaan Kapasitor yaitu:

• mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan, ketika arus listrik diputuskan dan dinyalakan
• menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik
• memilih panjang gelombang pada radio penerima
• sebagai filter dalam catu daya (power supply )

Kapasitas Kapasitor
Untuk mengukur kemampuan atau jumlah muatan listrik yang disimpan untuk sebuah potensial listrik, maka digunakanlah kapasitas atau kapasitansi. Kapasitas (kapasitansi) adalah ukuran kemampuan atau daya tampung kapasitor untuk menyimpan muatan listrik untuk beda potensial yang diberikan.

Rumus kapasitas kapasitor adalah

Sumber gambar: https://encrypted-tbn0.gstatic.com



Contoh soal
Kapasitor yang mempunyai kapasitas terbesar berdasarkan grafik di bawah adalah…

Pembahasan
Kapasitas masing-masing kapasitor :
Kapasitor yang mempunyai kapasitas kapasitor terbesar adalah kapasitor 3 (C₃).

Energi Kapasitor

Kapasitor yang dihubungkan dengan sumber tegangan akan menyimpan energi dalam bentuk medan listrik. Energi yang tersimpan dalam kapasitor disebut energi kapasitor. Besarnya energi listrik yang tersimpan dalam kapasitor sama dengan usaha yang dilakukan untuk memindahkan muatan listrik dari sumber tegangan ke dalam kapasitor tersebut.

Energi yang tersimpan dalan kapasitor dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

dengan :

W = energi yang tersimpan di dalam kapasitor (joule)

C = kapasitas kapasitor (F)

V = beda potensial antara kedua keping kapasitor (volt)

q = muatan (C)

Contoh soal

1000 buah kapasitor 4 μF disusun paralel kemudian dimuati beda potensial 25 kV. Berapa lama energi yang disimpan kapasitor itu dapat mempertahankan lampu 100 W menyala normal? 

Penyelesaian:

Banyak kapasitor n = 1000

C = 4 x 10-6

V = 25 x 103 

P = 100 W

Jika kapasitor identik disusun paralel, akan memiliki kapasitas pengganti

Cek = nC = (1000)(4 x 10-6) = 4 x 10-6

Energi kapasitor

Rangkaian Kapasitor

Ada 2 jenis rangkaian kapasitor yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel

Rangkaian Seri

Sumber gambar: fisikasekolah.com

Pada rangkaian seri, cara untuk mencari kapasitor total dengan menggunakan rumus berikut

Untuk potensial listrik total

Rangkaian Paralel

Sumber gambar: gammafisblog.com

Pada rangkaian paralel, cara untuk mencari kapasitor total dengan menggunakan rumus berikut

Untuk potensial listrik total

Vtotal = V1 = V2 = V3

Dan muatan total

qtotal = q1 + q2 + q3

Contoh soal

Tiga kapasitor terangkai seri-paralel seperti pada gambar di bawah. Jika C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 5 μF dan C₅ = 10 μF, maka kapasitas penggantinya adalah…

Pembahasan

Diketahui :

Kapasitor C₁ = 2 μF

Kapasitor C₂ = 4 μF

Kapasitor C₃ = 6 μF

Kapasitor C₄ = 5 μF

Kapasitor C₅ = 10 μF

Ditanya : Kapasitas pengganti (C)

Jawab :

Kapasitor C₂ dan C₃ terangkai paralel. Kapasitas penggantinya adalah :

C_P = C₂ + C₃

C_P = 4 + 6

C_P = 10 μF

Kapasitor C₁, C_P, C₄ dan C₅ terangkai seri. Kapasitas penggantinya adalah :

1/C = 1/C₁ + 1/C_P + 1/C₄ + 1/C₅

1/C = 1/2 + 1/10 + 1/5 + 1/10

1/C = 5/10 + 1/10 + 2/10 + 1/10

1/C = 9/10

C = 10/9 μF

Info singkat ilmuwan

Pieter van Musschenbroek lahir pada 14 Maret 1692 di Leiden, Belanda, dalam keluarga pembuat instrumen. Pada saat kelahiran Petrus (Pieter), keluarga beralih ke pembuatan instrumen ilmiah (pompa udara, mikroskop, dan teleskop) yang mungkin menjelaskan sebagian minatnya pada sains. Ia belajar di Universitas Leyden (Leiden) dan menerima gelar sarjana kedokteran pada tahun 1715 dan kemudian gelar doktor filsafat di bidang filsafat alam (fisika). Dia kemudian mengunjungi Inggris pada 1717 dan bertemu Isaac Newton.

Sekembalinya ke Belanda, ia menjadi profesor filsafat alam dan matematika di Universitas Duesberg (Duisburg) pada tahun 1719. Ia juga memperkenalkan gagasan Newton ke Belanda. Dia memegang jabatan profesor (dari 1721) di Universitas Duesberg, Utrecht, dan Leyden (Leyden dari 1740 hingga 1761). Dia meninggalkan Universitas Utrecht untuk Universitas Leyden dan mengajar filsafat alam (fisika). Dia memberikan pendekatan pertama untuk studi ilmiah tentang muatan listrik dan sifat-sifatnya. Pada 1729, ia menggunakan kata "fisika" yang belum pernah digunakan sebelumnya.

Dalam upaya mereka pada November 1745 untuk menghasilkan percikan dan kilasan dengan gesekan yang sebelumnya dilakukan oleh Gilbert, von Guericke, Hauksbee, dan Dufay, para profesor Petrus (Pieter) Musschenbroek dan Jean Allamand dari Universitas Leyden dan teman Cunaeus bereksperimen dengan toples kaca terhubung ke mesin listrik gesekan.

Musschenbroek menduga bahwa sebuah kapal nonkonduktor (kaca) akan membantu mereka sehingga pada kesempatan ini pada bulan Januari 1746 ia mengisi sebagian botol dengan air. Dia tahu bahwa air adalah penghantar listrik. Musschenbroek, sambil memegang toples dengan tangan kanannya dan seutas kawat dengan tangan kirinya menyuruh salah satu asistennya menghubungkannya ke mesin listrik gesekan, dan kemudian memutar bola kacanya, tetapi tidak ada yang terjadi sampai Cuneus menempatkan salah satu ujung kawat. ke dalam air sementara Musschenbroek, yang dibumikan, masih memegang kawat itu. Guncangan hebat dirasakan yang digambarkan Musschenbroek. Perangkat botol telah mengumpulkan listrik yang dihasilkan oleh mesin statis dan kemudian sekaligus habis untuk Musschenbroek.

Musschenbroek terpilih sebagai anggota Royal Society of London pada 1734, dan anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Perancis pada tahun yang sama.

Penghargaan untuk pembuatan botol Leyden bervariasi. Beberapa penulis memberikan penghargaan kepada Ewald Jurgen von Kleist, seorang Jerman, sementara yang lain mengklaim bahwa van Musschenbroek, seorang ahli fisika Belanda, adalah penemu sesungguhnya. Beberapa penulis memberi penghargaan baik untuk kepribadian maupun orang lain. Jika tanggal dapat menyelesaikan masalah ini (4 Nov 1745 vs Jan 1746, masing-masing) maka von Kleist akan menjadi penemu, dan van Musschenbroek akan menjadi yang pertama untuk mengembangkan model kerja dari rancangan penyimpanan listrik pertama.

Orang-orang ini, yang bekerja secara independen, menemukan bahwa listrik yang dihasilkan oleh mesin elektrostatik dapat diakumulasikan.

Penerpan dalam kehidupan sehari-hari

1. Lampu flash pada kamera dan mobil

Kalian tentunya tahu bahwa pada kamera atau mobil terdapat lampu yang dapat menyala ketika dipencet. Untuk bisa menghasilkan kilatan cahaya tersebut dalam waktu yang singkat,  perlu ada kapasitor. Jadi, rangkaian lampu flash itu bentuknya seperti ini:

Nah, yang ada tanda panahnya itu saklar. Lampu dilambangkan oleh R2. Trus R1 ­­itu resistansi intrinsik batere dan konduktor (kabel). Jadi waktu flashnya mati (kamera tidak digunakan), saklar akan menempel di terminal nomor 1. Rangkaiannya akan jadi seperti di gambar kedua (tengah). Pada keadaan ini, batere yang dilambangkan sumber tegangan vsalias voltage source akan mengisi kapasitor. Sedangkan lampu (R2) gak terhubung ke sistem. Ingat karena sumbernya listrik searah, setelah kapasitor penuh tidak akan ada listrik yang mengalir di rangkaian.

Ketika kalian motret, saklar akan pindah dari terminal 1 ke terminal nomor 2 sesuai arah tanda panah. Rangkaian akan berubah jadi seperti gambar ketiga (kanan). Pada kondisi ini, baterai menjadi tidak tersambung ke rangkaian. Rangkaiannya jadi kapasitor dan lampu saja.  Muatan negatif (elektron) yang tersimpan di salah satu kutub kapasitor akan mengalir ke kutub lainnya sampai jumlahnya sama (tegangan sama). Aliran elektron alias arus listrik ini menyalakan lampu flash (R2). Ketika tegangan udah sama, artinya energi potensial kapasitor udah 0 kan jadi tidak ada elektron yang mengalir lagi, sehingga flashnya mati. Proses ini terjadinya cepat sekali. Waktu pelepasan energi (discharge) di kapasitor itu tergantung sama nilai kapasitansinya. Setelah selesai, saklar akan balik ke nomor 1 lagi, dan kapasitor akan diisi lagi oleh baterai. Begitu seterusnya.

2. Touchscreen

Pernah terpikirkan tidak bagaimana caranya smartphone atau tablet bisa mendeteksi sentuhan dari jari? Ada banyak metode touchscreen, salah satunya adalah capacitive touchscreen. Pada metode ini, layar monitor bertindak sebagai dielektrik. Di bawahnya ada lapisan konduktor. Karena konduktivitas jari dan udara berbeda, ketika menyentuh, smartphone akan mendeteksi adanya perubahan kapasitansi di area yang disentuh. Informasi ini yang berikutnya akan diolah oleh prosesor. Hal ini secara umum disebut capacitive sensing.

3. Di saluran transmisi tenaga listrik

Listrik yang kita gunakan ini kebanyakan nggak dibangkitkan di deket kota besar. 

Nah, listrik dari pembangkit listrik itu dialirkan ke kota-kota lewat saluran transmisi tegangan tinggi 500 kV. Tegangan saluran memang dibuat sangat tinggi supaya arusnya bisa dibuat sekecil mungkin. Ingat, daya yang disalurkan adalah perkalian dari tegangan dan arus (P = VI). Semakin besar arus, semakin besar energi yang hilang di saluran transmisi karena semakin besar gesekan antara elektron dan inti atom konduktor (ingat, arus listrik itu muatan/elektron yang bergerak).

Benda apa pun kalo membentuk konfigurasi konduktor-dielektrik-konduktor, akan ada nilai kapasitansinya. Nah, kabel transmisi listrik juga seperti itu. Kabel-udara-kabel bisa dianggap sebagai konfigurasi benda berkapasitansi. Jadi, ketika menganalisa saluran transmisi, insinyur kelistrikan akan menganggap ada kapasitor di antara kabel-kabel itu.

4. Tempat kita berpijak

Sadar atau tidak, kita sebenarnya hidup di kapasitor terbesar di bumi, yaitu bumi ini sendiri. Awan – udara – tanah/air laut adalah kombinasi konduktor-dielektrik-konduktor. Awan bisa mengakumulasi muatan. Antara awan dan bumi/tanah dibatasi dielektrik, yaitu udara.

Setiap isolator (termasuk udara) punya tegangan kerja maksimum. Yang dimaksud tegangan kerja maksimum adalah tegangan paling besar yang bisa dia tahan. Di atas batas tegangan ini, isolator akan kehilangan daya isolasinya dan menjadi bisa menghantarkan listrik. Nilai tegangan ini disebut tegangan tembus atau breakdown voltage. Contohnya, ketika awan mengakumulasi muatan terus menerus, tegangannya jadi semakin tinggi. Ketika tegangan awan udah gede banget, melebihi tegangan tembus udara, udara akan menghantarkan listrik dari awan ke tanah atau air laut. Ini yang kita sebut petir.

Kesimpulan

• Hal yang saya pelajari dari kapasitor listrik yaitu  hampir semua yang kita perlukan dapat disimpan atau ditahan untuk digunakan kembali seperti kapasitor yang dapat menyimpan muatan listrik untuk kemudian dapat kita gunakan.
• Dalam Yeremia 29:11 Tuhan berkata bahwa
  "Sebab Aku ini mengetahui rancangan-rancangan apa yang ada pada-Ku mengenai kamu, demikianlah firman TUHAN, yaitu rancangan damai sejahtera dan bukan rancangan kecelakaan, untuk memberikan kepadamu hari depan yang penuh harapan."                Jadi Tuhan sudah tahu bahwa di masa depan, akan ada banyak peralatan yang membutuhkan kapasitor sehingga Tuhan membuat kapasitor melalui tangan ilmuwan yang dipilih-Nya untuk memudahkan kehidupan para umat manusia. 

Latihan Soal

1. Sebuah kapasitor keping sejajar memiliki kapasitas 1200 μF. Jika luas penampang keping dijadikan 2 kali semula, dan jaral antar keping dijadikan 1,5 kali semula, tentukan nilai kapasitas yang baru!

Kunci jawaban: 1600 μF

2. Muatan 50 μC diberikan pada kapasitor 2 μF. Berapakah energi yang tersimpan dalam kapasitor tersebut? 
Kunci jawaban: 625 μJ

3. 16 resistor identik yang memiliki kapasitas masing-masing kapasitor adalah 2 µF dan dirangkai secara seri-paralel seperti pada gambar di bawah ini.

Tentukan besar kapasitas kapasitor jika diukur dari titik ab!
Kunci jawaban: 1,19 μF

Referensi

• http://profil.widodoonline.com/Elektronika/komponen/komponen-pasif/kapasitor.html
• https://www.google.com/amp/s/gurumuda.net/contoh-soal-kapasitas-kapasitor-keping-sejajar.htm/amp%3fcontoh-soal-kapasitas-kapasitor-keping-sejajar_htm?espv=1
• https://fisikazone.com/kapasitor/
• https://www.ayo-sekolahfisika.com/2018/08/soal-energi-kapasitor-dan-pembahasan.html?m=1
• https://www.google.com/amp/s/gurumuda.net/contoh-soal-kapasitor-rangkaian-seri-dan-paralel.htm/amp%3fcontoh-soal-kapasitor-rangkaian-seri-dan-paralel_htm?espv=1
• https://corrosion-doctors.org/Biographies/MusschenbroekBio.htm
• https://www.zenius.net/blog/6632/fungsi-kapasitor-induktor-kegunaan
• Buku fisika untuk SMA kelas XII