Pemuat ataukapasitor (jugakondenser ataukondensator) merupakan alatelektrik atauelektronik yang mampu menyimpantenaga dimedan elektrik antara sepasangpengalir (plat). Proses menyimpan tenaga dalam kapasitor dikenali sebagai "mengecas", dan melibatkancas elektrik yang mempunyai magnitud yang sama, tetapi kekutuban yang berlawan yang berkumpul di kedua-dua plat masing-masing.
Kapasitor biasanya digunakan dalamlitar elektrik dan litarelektronik sebagai alatstoran tenaga. Selain itu, kapasitor dapat digunakan untuk meghalang arus terus, dan pada masa sama membenarkan arus ulang-alik melaluinya. Kapasitor juga digunakan untuk memisahkan antara isyarat frekuensi tinggi dan rendah. Oleh itu, kapasitor biasanya digunakan sebagaipenapis elektronik.
Bentuk-bentuk pemuat terawal dicipta pada abad ke-18 melalui reka ciptabalang Leyden oleh ahli-ahli sains Eropah yang mendapati bahawa cas elektrik dapat disimpan dalam balang-balang kaca berisi air.[1][2]
Sebuah pemuat terdiri daripada dua kepingan konduktor yang diletakkan bertentangan dalam suatu jarak hampir bersentuhan, plat-plat ini boleh dibuat daripada bahan mengalir seperti aluminum, manakala ruang di antara konduktor boleh diisi dengan bahan penebat atau dibiarkan kosong (ruang vakum), yaknidielektrik.[3]
Perbezaan sifat bahan kedua-dua hujung ini menghalang pemindahan cas yang lazim pada wayar biasa. Sebaliknya pemuat yang dilalukan arus akan mengalirkanelektron-elektron sama kutub bertumpu pada satu hujung litar berpemuat; lama-kelamaan beza keupayaan dikenakan menyebabkan satu hujung akan bercas negatif penuh manakala satu hujung lagi bercas positif penuh kerana elektron berlawanan di kepingan bertentangan ditarik keluar menyeimbangkan.[3] Kewujudan cas elektrik bertentangan di kedua-dua kepingan akan membentukmedan elektrik di ruang di antara kedua-dua kepingan yang terbit dari kepingan bercas positif ke kepingan yang lagi satu. Apabila sumber voltan dihilangkan, beza keupayaan merentasi pemuat dapat dikekalkan sementara medan elektrik terhasil mengekalkan zarah-zarah bercas di pemuat. Dielektrik berupaya dalam membantu dalam perambatan medan elektrik lalu menguatkan lagi keupayaan pemuat.
Kapasitans, (secara harafiah,kebolehmuatan;C) merujuk kepada keupayaan pemuat untuk menyimpan cas, dan dinilai dengan unitfarad (F, dinamakan sempenaMichael Faraday). Secara rumus, kapasitans merujuk kepada nisbahcas elektrik,q yang disimpan dalam pemuat denganbeza keupayaan elektrik,V terjana apabila merentasi pemuat.
Dengan itu, nilai kapasitans sebanyak satu farad bererti satucoulomb cas elektrik dapat dimuat di setiap konduktor bagi setiap satuvolt beza keupayaan.[4]
Pemuat teringkas ialah pemuat berkeping selari; pemuat yang terdiri daripada dua kepingan berkeluasanA yang diletakkan pada jarak yang dekat,d. Ruang di antara kepingan diisi oleh dielektrik dengan nilai ketelusan,ɛ. Dalam pemuat sejenis ini,d adalah sangat kecil berbanding dimensi saiz kepingan. Dalam pemuat sejenis ini, medan elektrik,E terhasil secara sekata di ruang di antara kepingan. Dengan itu, apabila satu kepingan diisi oleh sejumlah cas positif, +Q dan kepingan yang lagi satu diisi oleh sejumlah cas negatif, -Q, ketumpatan cas yang terhasil,σ =Q perA adalah sekata di serata kepingan. Berdasarkanhukum Gauss, magnitud medan elektrik yang terhasil ialahE =σ perɛ. Berdasarkan takrifan voltan sebagai kamiran garisan medan elektrik di antara kepingan:
boleh diketahui nilai kapasitans berdasarkan formula asal di atas,, iaitu:
Gambaran gabungan dua pemuat yang disambung secara selari.Gambaran gabungan dua pemuat yang disambung secara bersiri.
Dalam litar selari, boleh dibayangkan bahawa menggabungkan semua pemuat dalam litar akan menghasilkan sebuah pemuat yang memiliki luas kepingan bersamaan dengan jumlah luas permukaan kepingan pada setiap kapasitor, lalu meningkatkan jumlah kapasitans yang diperoleh. Oleh itu, jumlah kapasitans dalam litar selari ialah:
Bagi sekumpulan pemuat yang dipasang dalam litar bersiri, boleh dibayangkan bahawa penggabungan semua pemuat akan menghasilkan semua pemuat yang memiliki jarak pemisahan yang lebih besar berbanding pemuat-pemuat asal. Dengan itu, nilai jumlah kapasitans yang diperoleh adalah lebih kecil daripada kapasitans setiap pemuat. Jumlah kapasitans yang diperoleh adalah seperti yang berikut:
Sebilangan besar pemuat mempunyai penandaan kapasitans yang dicetak pada badan pemuat. Pemuat yang lebih besar seperti jenis elektrolit biasanya menunjukkan nilai kapasitans secara terus seperti "220 μF". Selain itu, sebilangan pengeluar pemuat mencetak unit "MF" pada pemuat untuk mewakili unit mikrofarad (μF).[5]
Pemuat yang lebih kecil seperti jenis seramik menggunakan notasi ringkas yang terdiri daripada tiga digit dan sebuah huruf, dengan tiga digit (XYZ) menunjukkan nilai kapasitans dalam pikofarad (pF) dengan perwakilan XY × 10Z, dan huruf tersebut menunjukkan julat toleransi. Toleransi biasa ialah ±5%, ±10%, dan ±20%, masing-masing diwakili oleh J, K, dan M. Sebagai contoh, pemuat yang dilabel atau ditetapkan dengan "473K 330V" mempunyai nilai kapasitans 47 × 103 pF = 47 nF (±10%) dengan voltan kerja maksimum 330 V. Nilai voltan ini ialah nilai voltan tertinggi yang dapat ditampung oleh pemuat tanpa ada risiko lapisan dielektrik rosak.
Pemuat dapat menyimpan sejumlah cas elektrik apabila sumber voltan dipasang pada sistem/litar, dan boleh melepaskan cas elektrik ketika sumber voltan ditanggalkan. Oleh itu, pemuat dapat dijadikan sebagai bateri sementara dalam situasi ini. Dalam hal ini, pemuat sering digunakan sebagai pembekal bekalan elektrik sementara bateri ditanggalkan bagi tujuan cas semula.
Ancaman bahaya daripada kapasitor biasanya ditentukan oleh jumlah cas yang tersimpan, yang menjadi punca kecederaan seperti kelecuran ataufibrilasi jantung. Faktor seperti voltan dan bahan lazimnya dikemudiankan, dan yang lebih berkait dengan betapa mudah kejutan dapat diperoleh dan bukannya magnitud kecederaan terhasil.[6] Dalam keadaan tertentu seperti kekonduksian permukaan, keadaan kesihatan, kelembapan udara, atau laluan aliran cas dalam badan (yakni kejutan yang memasuki bahagian dalam badan, terutamanya jantung), kejutan serendah satu joule telah dilaporkan membawa maut, walaupun dalam kebanyakan keadaan, tidak akan memberi sebarang kesan lecur. Kejutan lebih daripada 10 joule secara amnya akan merosakkan kulit, dan lazimnya dianggap berbahaya. Mana-mana kapasitor yang dapat menyimpan 50 joule atau lebih perlu dianggap membawa ancaman maut.[6][7]
^Keithley, Joseph F. (1999).The Story of Electrical and Magnetic Measurements: From 500 BC to the 1940s. John Wiley & Sons. m/s. 23.ISBN978-0780311930.|access-date= requires|url= (bantuan)
^Ulaby, Fawwaz Tayssir (1999).Fundamentals of Applied Electromagnetics. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.ISBN978-0130115546.
^Kaplan, Daniel M.; White, Christopher G. (2003).Hands-On Electronics: A Practical Introduction to Analog and Digital Circuits. Cambridge University Press. m/s. 19.ISBN978-0521893510.
^abWinburn (1989).Practical Laser Safety, Second Edition. CRC Press. m/s. 189.ISBN978-0824782405.
