Transcript Kapasitor dielektrik

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.
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 :
C  KC0
karena
  K 0
Kapasitas kapasitor akan berubah harganya bila :
 K , A dan d diubah
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 dengan 5 buah kapasitor
yang sama besarnya. Tentukan kapasitas antara
titik K dan M.
6. Jika sebuah kapasitor yang berkapasitas 10 μF
mempunyai energi listrik sebesar 1 Joule, maka
berapakah tegangannya ?