Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331 Oleh Endi Suhendi, Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI

Menu hari ini (1 minggu): Kapasitor Oleh Endi Suhendi, Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI

Medan E dan Potensial: Efek Jika anda menempatkan sebuah partikel, q, dalam medan: Untuk memindahkan sebuah partikel, q, dalam medan:

Kapasitor dan Kapasitansi

Kapasitor: Penyimpan Muatan & Energi Listrik Kapasitor: dua konduktor terisolasi dengan muatan yang sama Q dan berbeda tanda dan beda potensial ΔV diantaranya. Satuan: Coulomb/Volt atau Farad

Jenis-jenis Kapasitor 1. Kapasitor Plat Sejajar 2. Kapasitor Bola 3. Kapasitor Silinder

Kapasitor Plat Sejajar

Menghitung E (Hukum Gauss)

Alternatif Pemecahan Plat bagian atas: Plat bagian bawah:

Kapasitas Kapasitor Plat Sejajar C hanya bergantung pada faktor geometri A dan d

Kapasitor Bola Dua kulit bola konsentrik berradius a dan b

Kapasitansi Bumi Untuk sebuah bola konduktor berradius a: Satu Farad adalah sangat BESAR! Kita biasa menggunakan pF(10-12) atau nF(10-9)

Kapasitor Silinder

Energi yang Tersimpan dalam Kapasitor

Energi untuk Memuati Kapasitor 1. Kapasitor awalnya tidak bermuatan. 2. Bawa +dq dari bawah ke atas. Sekarang atas memiliki muatan q = +dq, bawah –dq 3. Ulangi 4. Berhenti ketika atas memiliki muatan q = +Q, bawah -Q

Usaha yang Dilakukan untuk Memuati Kapasitor Pada suatu saat tertentu, plat atas +q, bawah –q Beda potensialnya adalah ΔV = q / C Usaha yang dilakukan untuk membawa dq yang lain adalah dW = dq ΔV

Usaha yang Dilakukan untuk Memuati Kapasitor Sehingga usaha yang dilakukan untuk menggerakkan dq adalah is: Energi Total untuk memuati sampai q = Q:

Batrei (Catu Daya) & Rangkaian Dasar

Batrei (Catu Daya) Ideal Beda potensial tetap diantara ujung-ujungnya Sebagai “pompa” muatan

Susunan Batrei Seri Beda potensial neto berubah yaitu ΔV = ΔV1 + ΔV2

Susunan Batrei Paralel Beda potensial tetap ΔV Don’t do this!

Susunan Kapasitor Paralel Potensial Sama!

Kapasitansi Ekivalen Animasi 5.1

Tegangannya beda, Bagaimana dengan Q? Susunan Kapasitor Seri Tegangannya beda, Bagaimana dengan Q?

Susunan Kapasitor Seri

Kapasitansi Equivalen (Tegangan dijumlahkan pada susunan seri) Animasi 5.2

Kombinasi Rangkaian Kapasitor Hitung kapasitansi ekivalennya!

PR 1. Hitung kapasitansi ekivalen antara titik a dan b dari rangkaian kapasitor di bawah ini. 2. Tinjaulah sistem rangkaian kapasitor di samping. Tentukanlah: a. Kapasitansi ekivalen sistem! b. Beda potensial pada tiap kapasitor! c. Muatan pada tiap kapasitor! d. Energi total sistem kapasitor tsb! .

Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh: karet, kaca, kertas Ketika dielektrik ditempatkan pada kapasitor bermuatan, beda potensial diantara dua plat akan berkurang HOW???

Tinjauan Molekular dari Dielektrik Dielektrik Polar : Dielektrik dengan momen dipol listrik permanen Contoh: Air

Tinjauan Molekular dari Dielektrik Dielektrik Non-Polar: Dielektrik dengan momen dipol listrik terinduksi Contoh: CH4

Konstanta Dielektrik κ Vakum 1.0 Kertas 3.7 Gelas Pyrex 5.6 Air 80 Kapasitansinya menjadi:

PR 3. Bahan titanium diosida dengan k = 173 memiliki luas penampang 1 cm2 dan tebal 0,1 mm. Dua plat almunium dengan luas penampang yang sama mengapit bahan titanium oksida tersebut sehingga membentuk sistem kapasitor plat sejajar. Hitunglah kapasitansi sistem! Ketika kapasitor dimuati dengan baterai 12 V, berapakah muatan yang terdapat pada tiap plat! Hitung kuat medan listriknya! 4. Sebuah kapasitor plat sejajar dibuat dengan mengisi ruang diantara plat dengan tiga buah bahan dielektrik yang memeiliki konstanta dielektrik berbeda seperti pada gambar di samping ini. Tentukanlah kapasitansi sistem!