Kapasitansi atau kapasitans adalah ukuran jumlah muatan listrik yang disimpan (atau dipisahkan) untuk sebuah potensial listrik yang telah ditentukan. Bentuk paling umum dari peranti penyimpanan muatan adalah sebuah kapasitor dua lempeng/pelat/keping. Jika muatan di lempeng/pelat/keping adalah +Q dan –Q, dan V adalah tegangan listrik antar lempeng/pelat/keping, maka rumus kapasitans adalah:
C adalah kapasitansi yang diukur dalam Farad
Q adalah muatan yang diukur dalam coulomb
V adalah voltase yang diukur dalam volt
Unit SI dari kapasitansi adalah farad; 1 farad = 1 coulomb per volt.
Kapasitansi adalah jumlah elektron yang dapat disimpan dibawah tekanan yang diberikan oleh listrik (tegangan/voltase). Sifat kapasitansi dalam elektronika ditunjukkan oleh kapasitor. Kapasitoradalah sebuah komponen elektronik pasif yang menyimpan energi dalam bentuk medan elektrostatik (listrik statis). Oleh karena itu kapasitor digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Pada dasarnya, sebuah kapasitor terdiri atas dua pelat konduktor yang dipisahkan oleh ruang yang berisi bahan isolator. Lapisan isolator tersebut disebut sebagai bagian dielektrik pada kapasitor.
Kapasitansi berbanding lurus dengan luas permukaan pelat konduktor dan berbanding terbalik dengan jarak antar pelat.
Kapasitor juga berfungsi sebagai filter (penyaring) yang melewatkan arus listrik bolak-balik (AC) dan menahan arus listrik searah (DC).
Kapasitansi antara dua keping sejajar dinyatakan ke dalam persamaan V=Q/C. V adalah beda potensial listrik antara kedua permukaan pelat dan Q adalah nilai besaran yang menyatakan jumlah muatan yang melewati kedua pelat tersebut.
Pada rangkaian diatas, ketika saklar dalam keadaan terbuka maka kapasitor tidak akan terisi oleh muatan, tetapi jika saklar ditutup maka arus listrik akan mengalir dan kapasitor akan terisi oleh muatan. Proses pengisian berlangsung karena medan elektromagnet memaksa elektron ke pelat atas kapasitor dari kutub negatif baterai dan menarik elektron lain yang berada d pelat bawah menuju ke kutub positif baterai.
Konstanta Waktu Kapasitansi
Konstanta waktu yang dimaksud di sini adalah waktu yang diperlukan untuk mengisi muatan listrik sebuah kapasitor. Konstanta ini berbanding lurus dengan nilai kapasitansi kapasitor dan nilai hambatan resistor.
Konstanta waktu pada rangkaian resistor – kapasitor (R-C) adalah:
t = R x C
t = satuan waktu dalam detik (sekon)
R = nilai tahanan dalam satuan Ohm
C = nilai kapasitansi dalam satuan farad (F)
Energi
Energi (diukur dalam satuan joule) yang disimpan dalam sebuah kapasitor sama dengan kerja yang telah dilakukan untuk mengisinya dengan muatan listrik. Anggap sebuah kapasitans sebagai C, yang menyimpan muatan +q di sebuah lempeng dan -q di lempeng yang lain. Memindahkan sebuah elemen muatan yang kecil dq dari satu lempeng ke lempeng yang lain bertentangan dengan beda potensial V = q/C memerlukan kerja dW.
di mana
W adalah kerja yang diukur dalam joule
q adalah muatan yang diukur dalam coulomb
C adalah kapasitans yang diukur dalam farad
Kita bisa mengetahui energi yang tersimpan dalam sebuah kapasitas dengan mengintegralkan persamaan ini. Dimulai dengan sebuah kapasitans tak bermuatan (q=0) dan memindahkan muatan dari satu lempeng ke lempen yang lain sampai lempeng bermuatan +Q dan -Q membutuhkan kerja W:
di mana
W adalah energi yang diukur dalam joule
C adalah kapasitans, diukur dalam farad
V adalah voltase yang diukur dalam volt
Kapasitansi sendiri
Dalam sirkuit listrik atau untai elektris atau rangkaian listrik, istilah kapasitansi biasanya adalah singkatan dari kapasitansi saling (Bahasa Inggris: mutual capacitance) antar dua konduktor yang bersebelahan, seperti dua lempengnya sebuah kapasitor. Terdapat pula istilah kapasitansi-sendiri (Bahasa Inggris: self-capacitance), yang merupakan jumlah muatan listrik yang harus ditambahkan ke sebuah konduktor terisolasi untuk menaikkan potensial listriknya sebanyak 1 volt. Titik rujukan untuk potensial ini adalah sebuah ruang lingkup/kawasan konduksi berongga teoretis, dari radius yang tak terhingga, yang berpusat pada konduktor. Dengan mempergunakan metode ini, kapasitansi-sendiri dari sebuah kawasan konduksinya radius R adalah:
