Pengertian Kapasitansi dan Kapasitansi Stray
Pengertian Kapasitansi
Kapasitansi adalah kemampuan suatu komponen atau rangkaian untuk mengumpulkan dan menyimpan energi dalam bentuk muatan listrik.
Komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik di antaranya adalah kapasitor dan baterai. Perbedaanya jika kapasitor mengeluarkan energi dengan cepat, tetapi jika baterai secara bertahap.
Kapasitor tersusun dari dua buah konduktor yang dipisahkan dengan sebuah bahan dielektrik (isolator).
Proses Terjadinya Kapasitansi pada Kapasitor
 |
| (Sumber gambar: www.physics-and-radio-electronics.com) |
Kapasitor terdiri dua buah bahan konduktor yang mengapit sebuah isolator, ketika salah satu plat konduktor diberi tegangan dari sumber listrik seperti baterai, plat 2 konduktor kapasitor yang mendapat polaritas negatif baterai, akan kelebihan elektron sehingga memicu terjadinya konduksi pada plat 1, membuat elektron yang dari plat 1 mengalir ke polaritas positif baterai.
Dengan begitu, plat 2 kapasitor yang kelebihan elektron akan bermuatan negatif dan plat 1 yang kekurangan elektron akan bermuatan positif. Muatan pada kapasitor tersebut akan berkurang/habis jika kapasitor diberi beban.
Kapasitansi dari kapasitor memang sedikit, tetapi kapasitansi kapasitor dapat ditingkatkan dengan cara-cara berikut:
- Plat konduktor kapasitor diposisikan sedekat mungkin.
- Menggunakan plat yang lebih besar, supaya lebih banyak area untuk proses kapasitansi.
- Menggunakan bahan dielektrik (isolator) yang terbaik sesuai kebutuhan.
Pengertian Kapasitansi Stray
Kapasitansi stray (stray capacitance) atau kapasitas parasit (parasitic capacitance) adalah kapasitansi yang tidak diinginkan dalam suatu rangkaian.
Jadi, jika kapasitansi kapasitor itu memang diinginkan sehingga perlu adanya komponen tersebut. Namun, yang menjadi masalah di sini adalah adanya kapasitansi stray atau yang tidak diinginkan terjadi.
Kapasitansi stray terjadi saat setiap dua permukaan pada potensial listrik yang berbeda, dan yang cukup berdekatan untuk menghasilkan medan listrik memiliki kapasitansi, dan dengan demikian bertindak seperti layaknya kapasitor.
 |
| (Sumber gambar: Sierra Circuits—www.protoexpress.com) |
Kapasitas stray biasanya terjadi dalam sirkuit. Contohnya, seperti kapasitansi stray yang terjadi di PCB.
Kapasitansi stray terjadi akibat hasil dari kapasitor virtual yang terbentuk antara dua jalur yang dipisahkan oleh dielektrik.
Dengan begitu, membuat terjadinya perbedaan potensial yang dihasilkan ketika arus listrik mengalir dalam jarak dekat dalam jalur PCB.
Efek kapasitansi stray memang sangat memungkinkan untuk terjadi, bahkan untuk sebuah desain PCB terbaik pun juga masih memungkinkan untuk terjadi. Karena memang sulit untuk membuat yang sempurna.
Apa Kerugian yang Ditimbulkan Akibat Adanya Efek Kapasitansi Stray?
Efek kapasitansi stray dalam sebuah rangkaian dalam suatu perangkat memang sama sekali tidak diinginkan, karena dapat memengaruhi fungsionalitas perangkat. Contohnya, seperti menyebabkan masalah crosstalk, EMI (Electromagnetic Interference), dan integritas sinyal.
Cara Mengurangi kapasitansi Stray
1. Tingkatkan jarak antar konduktor
Jika memungkinkan, berikan jarak yang lebih tinggi/jauh antara setiap jalur/wire dalam desain sirkuit.
Kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak antar konduktor.
Clearance atau jarak antar jalur yang lebih besar akan mengurangi kapasitansi stray, dan juga mengurangi efek cross-coupling.
2. Gunakan ground dengan cermat
Ground memang direkomendasikan untuk mengurangi induktansi liar, EMI, dan pembuangan panas.
Namun, perlu diingat bahwa ground juga dapat meningkatkan kapasitansi parasit.
Maka dari itu, pertimbangkan dahulu untung dan ruginya sehingga dapat mengaplikasikan dengan benar dan sesuai.
3. Hindari penggunaan via yang berlebihan
Via memang diperlukan untuk menghubungkan berbagai lapisan PCB, tetapi penggunaannya yang berlebihan malah dapat meningkatkan kapasitansi.
4. Gunakan bahan dielektrik dengan permitivitas rendah
Bahan dielektrik permitivitas yang lebih tinggi menghasilkan kapasitansi stray yang lebih besar, sementara permitivitas yang lebih kecil menghasilkan kapasitansi stray yang lebih sedikit.
