Transcript kapasitor ( bab.2)

KAPASITOR dan
DIELEKTRIK
5.1
Pengertian Kapasitor
• Dua penghantar berdekatan yang dimaksudkan
untuk diberi muatan sama tetapi berlawanan jenis
disebut kapasitor.
• Sifat menyimpan energi listrik / muatan listrik.
• Kapasitas suatu kapasitor (C) adalah perbandingan
antara besar muatan Q dari salah satu
penghantarnya dengan beda potensial V antara
kedua pengahntar itu C = Q/V atau Q= CV
.
Kegunaan Kapasitor
• Untuk menghindari terjadinya loncatan
listrik pada rangkaian2 yang mengandung
kumparan bila tiba2 diputuskan arusnya.
• Rangkaian yang dipakai untuk menghidupkan
mesin mobil
• Untuk memilih panjang gelombang yang
ditangkap oleh pesawat penerima radio.
Bentuk kapasitor
• Kapasitor bentuk keping sejajar
• Kapasitor bentuk bola sepusat
• Kapasitor bentuk silinder
5.2
Kapasitas Kapasitor
Bila luas masing2 keping A,
A
E
maka :

Q
E

+
0 0 A
+
-
+
-
+
-
+q
d
-q
Tegangan antara kedua
keping :
Q.d
V  E.d 
0 A
Jadi kapasitas kapasitor untuk ruang hampa adalah :
Q
A
C0    0
V
d
Bila di dalamnya diisi bahan lain yang mempunyai
konstanta dielektrik K, maka kapasitasnya menjadi
A
C  K 0
d
Hubungan antara C0 dan C adalah :
  K 0
Kapasitas kapasitor akan berubah harganya bila :
• K , A dan d diubah
C  KC0
karena
Dalam hal ini C tidak tergantung Q dan V, hanya
merupakan perbandingan2 yang tetap saja. Artinya
meskipun harga Q diubah2, harga C tetap.
5.2 Hubungan Kapasitor
a. Hubungan Seri
Q
Vab  ;
C1
Q
Vbc 
;
C2
Q
Vcd  ;
C3
Q
Vad 
Cs
1
1
1
1



Cs C1 C2 C3
Kapasitor yang dihubungkan seri akan mempunyai
muatan yang sama.
Q  Q1  Q2  Q3
b. Hubungan Paralel
Q1  C1V ;
Q2  C2V ;
Q3  C3V ;
Q  C pV ;
C p  C1  C2  C3
Kapasitor yang dihubungkan paralel, tegangan antara
ujung2 kapasitor adalah sama, sebesar V.
5.4 Energi Kapasitor
Sesuai dengan fungsinya, maka kapasitor yang
mempunyai kapasitas besar akan dapat
menyimpan energi yang lebih besar pula.
Persamaannya :
W  12 CV 2  12 QV
Contoh :
1. Tentukan kapasitas kapasitor yang mempunyai luas
keping 1 cm2 dan jarak antara kepingnya 0,2 cm,
bila muatan masing2 keping sebesar 5 μC dan ε0 =
8,85 x 10-12 C2/Nm2 dan diantara medium ada
bahan dengan konstanta dielektrik 2.
2. Suatu kapasitor keping sejenis mempunyai
kapasitas 5 μF, jika ruang diantara keping2 berisi
udara. Jika ruang tersebut diisi porselin,
kapasitasnya 30 μF. Berapakah konstanta
dielektrik porselin ?
3. Suatu kapasitor berisi udara, tegangannya V0.
Kapasitor itu kemudian diisi mika (K = 5) dan
diisolasi (muatannya dibuat tetap). Berapakah
tegangan kapasitor itu sekarang ?
4. Tiga buah kapasitor dihubungkan secara seri dan
paralel, C1 = 1 μF, C2 = 2 μF, C3 = 3 μF dihubungkan
dengan sumber tegangan 12 V. Tentukanlah (a)
Kapasitas gabungannya, (b) muatan masing2
kapasitor.
5. Terdapat suatu rangkaian paralel dengan 5 buah
kapasitor yang sama besarnya ( C ). Tentukan
kapasitas kapasitor penggantinya.
6. Jika sebuah kapasitor yang berkapasitas 10 μF
mempunyai energi listrik sebesar 1 Joule, maka
berapakah tegangannya ?
Kerjakan soal pada
MODUL fis. Hal. 53 no. 6
,7dan 8
• Untuk selanjutnya bisa dicoba
soal yang lain pada modul fisika
xii( ttg Elektrostatis )
SOAL ULHA .2
ELEKTROSTATIS
• 1. Tiga buah muatan listrik Q1, Q2 dan Q3 masing-masing
besarnya 8 nC, 1 nC dan – 4 nC diletakkan segaris, Q2
berada di tengah-tengah antara dua muatan lainnya, Jika
jarak antara Q1 dan Q3 adalah 6 m. Tentukan besar dan
arah resultan gaya yang dialami oleh muatan listrik Q2.
•
2. Dua muatan listrik Q1 dan Q2 masing-masing besarnya
4 nC dan 9 nC berjarak 0.5 m. Tentukan letak titik yang
mempunyai kuat medan listrik sama dengan nol terhadap
muatan Q1 dan Q2
•
3. Sebuah bola konduktor yang berjari-jari 20 cm
bermuatan listrik 80 mikro coulomb berada di
udara.Hitunglah kuat medan listrik dan potensial listrik
pada titik P yang berjarak 10 cm dari permukaan bola.
• 4.Sebuah kapasitor keping sejajar dengan luas keping 1
cm² dan jarak dua keping 0,885 cm, Jika muatan pada
masing-masing keping 4 n C. Hitunglah : a. Kapasitas
Kapasitornya. ( k = 4 ). b. Beda Potensial listrik antara
kedua keping tersebut.
•
•
•
•
5. Empat buah Kapasitor c1, c2, c3 dan c4 masingmasing besarnya 20 mC, 40 mC, 60 mCdan30 mCdisusun
seperti pada gambar. Jika ujung-ujung rangkaian diberi
beda potensial 12 volt.Hitunglah : a. muatan pada
masing-masing kapasitor. B. energi yang tersimpan pada
masing masing kapasitor
c1
c2
c3
c4