INDUKTANS DAN KAPASITANS

Topik Kapasitor Hubungan voltan, arus, kuasa dan tenaga bagi kapasitor Induktor Hubungan voltan, arus, kuasa dan tenaga bagi induktor Gabungan sesiri-selari induktor dan kapasitor

KAPASITOR

Konsep fizikal kapasitor: kapasitor mengandungi dua plat pengalir Cas dihasilkan pada setiap plat tersebut dan cas ini mewujudkan medan elektrik yang boleh menyimpan tenaga.

Perbezaan voltan di antara dua plat adalah berkadaran dengan cas (1) q = cas dalam coulomb (C) C = kapasitans dalam farad (F) V = voltan dalam volt (V)

Satu Farad adalah bersamaan 1 coulomb per volt, 1F = 1 C/V. Kapasitans, C

C = kapasitans dalam farad (F) e = kebertelusan (permittivity) dalam C2/N∙m2 A = luas permukaan plat dalam m2 d = jarak antara dua plat dalam m

Hubungan Antara Voltan, Arus, Kuasa Dan Tenaga Bagi Kapasitor Simbol kapasitor

Pembezaan ke atas persamaan (1) akan menghasilkan arus bagi kapasitor

Voltan kapasitor Voltan bagi kapasitor boleh diperolehi dengan mengkamirkan persamaan arus tadi untuk julat masa t→t0

Dengan mengambil penghad ke atas v(t), lim t→-∞ v(t) = 0 Voltan kapasitor

Kuasa yang diserap oleh satu kapasitor

Tenaga yang disimpan oleh satu kapasitor dari masa t ke masa t0

Oleh kerana kapasitor tidak dinyahcaskan pada t=-∞, maka voltan pada masa tersebut adalah sifar dan tenaga yang disimpan oleh kapasitor diperolehi sebagai, Tenaga Kapasitor

Induktor

Konsep Induktor satu induktor boleh dianggapkan sebagai satu gegelung wayar pengalir yang dililit sekeliling bahan magnet. Tenaga disimpan di dalam medan magnet yang dihasilkan oleh arus yang melalui wayar. Induktans, L diukur dalam henry (H).

Induktans Induktans, L L = induktans dalam henry (H). N = bilangan lilitan gegelung µ = kebolehtelapan magnet bagi teras A = luas permukaan (m2) ℓ = panjang (m)

Hubungan Voltan, Arus, Kuasa Dan Tenaga Bagi Induktor Simbol induktor Voltan induktor

Arus induktor Kuasa

Dengan menganggap tenaga adalah sifar pada masa t=t0, kuasa induktor diberikan:

Gabungan Siri-selari kapasitor Kapasitans setara bagi N bilangan kapasitor yang disusun selari adalah jumlah kapasitans bagi setiap kapasitor

Dgn menggunakan H. Arus Kirchhoff:

Oleh itu, kapasitans setara bagi gabungan selari kapasitor, Ceq

Kapasitan setara bagi N bilangan kapasitor yang disambungkan secara sesiri adalah salingan bagi jumlah salingan kapasitan untuk setiap kapasitor

Dgn menggunakan H. Voltan Kirchhoff

kapasitans setara untuk gabungan sesiri kapasitor

Gabungan Siri-selari induktor Induktans setara bagi N bilangan induktor yang disambungkan secara sesiri adalah jumlah induktans setiap kapasitor

Dgn menggunakan H. Voltan Kirchhoff

induktans setara bagi gabungan induktor sesiri, Leq

Induktans setara bagi N bilangan induktor yang disambungkan secara selari adalah salingan bagi jumlah salingan induktans untuk setiap induktor

Dgn menggunakan H. Arus Kirchhoff

Induktans setara untuk gabungan selari induktor:

Soalan 1 Dapatkan nilai voltan dan cas yang tersimpan oleh setiap kapasitor dan juga jumlah tenaga yang tersimpan jika litar di bawah dicaskan kepada 6V.

Jawapan Voltan pada setiap kapasitor

Cas yang tersimpan: Jumlah tenaga yang tersimpan (24µF)

Jumlah tenaga yg tersimpan (8µF)

Soalan 2 Dapatkan jumlah kapasitans dalam litar di bawah.

Jawapan Litar tertutup, maka: CT =3µF

Soalan 3 Voltan yang melintasi satu kapasitor ditunjukkan dalam rajah di bawah. Dapatkan graf untuk arus kapasitor tersebut.

Jawapan Voltan kapasitor: Arus:

Maka graf untuk arus didapati:

Soal-selidik Adakah anda berpuashati dgn bentuk pengajaran/pembelajaran pensyarah anda setakat ini? Jika tidak, nyatakan kenapa? Berikan cadangan-cadangan yang boleh dipraktikkan oleh pensyarah anda untuk meningkatkan mutu pengajarannya. Pada pendapat anda, kenapakah anda lemah dalam subjek ini?