KAPASITOR DAN KAPASITANSI Pertemuan 8-9

Presentasi berjudul: "KAPASITOR DAN KAPASITANSI Pertemuan 8-9"— Transcript presentasi:

1

2 KAPASITOR DAN KAPASITANSI Pertemuan 8-9
Matakuliah : D0696 – FISIKA II Tahun : 2009 KAPASITOR DAN KAPASITANSI Pertemuan 8-9

3 Kapasitansi merupakan kemampuan kapasitor untuk
Kapasitor merupakan dua penghantar terisolasi, yang satu bermuatan positif dan satu lagi bermuatan negatif, tapi besarnya sama . Kapasitansi merupakan kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan ( tenaga) jika diberi beda potensial antara kedua konduktornya. Kapasitansi dari kapasitor memenuhi hubungan: C = q / V atau : q = C V Besarnya kapasitansi suatu kapasitor bergantung pada geometri dari kapasitor tersebut. Satuan kapasitansi C adalah : Farad ( F Bina Nusantara

4 2. Kapasitor Pelat Sejajar
Dua pelat konduktor, luas masing-masing pelat S, dipasang sejajar dengan jarak antara keduanya d. Satu pelat bermuatan positif dan satu lagi bermuatan negatif. S q d E q Medan listrik di antara kedua pelat berarah dari muatan positif ke muatan negatif, dan besarnya , yaitu: Bina Nusantara

5 Kapasitansi dari kapasitor pelat sejajar :
* Oleh pelat pertama : E1= σ/ (2ε0) * oleh pelat kedua : E2 = σ/ (2ε0) , * besar medan listrik total E = E1 + E2 = σ/ ε0. σ = kerapatan muatan persatuan luas Beda potensial antara kedua pelat : V = E d = σd/ ε0 Muatan pada kapasitor : q = σ S. Kapasitansi dari kapasitor pelat sejajar : C = q / V = (σ S) / (σd / ε0 ) atau : C = ε0 S / d Bina Nusantara

6 Bila silinder dalam bermuatan q+ dan silinder luar bermuatan q- , L
3. Kapasitor Silinder Kapasitor yang dibentuk oleh dua buah silinder koaksial, jari-jari dalam a, jari-jari silinder luar b, dan panjang L ( L >>b). Bila silinder dalam bermuatan q+ dan silinder luar bermuatan q- , L Medan listrik pada daerah antara kedua silinder dapat dihitung b a dengan hukum Gauss, yaitu : E = q / (2π ε0 r L ) Beda potensial antara kedua silinder : Bina Nusantara

7 atau : C =( 2 π ε0 L )/ ln(b/a)
Maka kapasitansi dari kapasitor silinder : atau : C =( 2 π ε0 L )/ ln(b/a) Bina Nusantara

8 4. Kapasitor dengan dielektrik
Dielektrik merupakan sutau bahan, yang pada kondisi tertentu tidak bersifat menghantarkan muatan listrik . Contoh : gelas, mika , dan kertas . Kuat dielektrik : Kemampuan suatu bahan untuk tidak menghantarkan muatan listrik. Untuk memperbesar kapasitansi suatu kapasitor tanpa merubah dimensi dari kapasitor adalah dengan menempatkan bahan dielektrik diantara pelat-pelat konduktor. Kapasitansi dari kapasitor dengan dielektrik adalah : C = K C K = konstanta dielektrik C0= kapasitansi kapasitor tanpa dielektrik Bina Nusantara

9 5. Energi Yang Tersimpan Dalam Kapasitor
Kapasitor yang bermuatan menyimpan energi listrik. Energi yang tersimpan akan sama dengan usaha yang diperlukan untuk mengisi penuh kapasitor . Pada saat kapasitor bermuatan q akan mempunyai beda potensial V = q / C. Usaha yang diperlukan untuk menambah muatan sebesar dq adalah : dW= V dq = (q/C) dq. Usaha total untuk menambah muatan pada kapasitor dari awal (q=0) hingga q = Q : Bina Nusantara

10 Dari hubungan Q = CV , maka energi yang tersimpan pada
kapasitor yang diberi beda potensial V adalah : U = ½ q2 / C = ½ C V2 = ½ q V Bina Nusantara

11 Muatan pada masing-masing kapasitor adalah sama. C1 C2 C3 a V b
6. Rangkaian Kapasitor Untuk memperoleh nilai kapasitansi tertentu, kapasitor dapat dirangkaikan secara seri atau paralel maupun gabungan keduanya. (1) Rangkaian Seri Muatan pada masing-masing kapasitor adalah sama. 3 buah kapasitor dirangkaikan secara seri. C C C3 a V b potensial pada C1 : V1 = q/ C1 potensial pada C2 : V2 = q/ C2 Potensial pada C3 V3 = q/ C3 Bina Nusantara

12 V = V1 + V2 + V3 = q/ C1 + q/ C2 + q/ C3 = q(1/C1 + 1/C2 + 1/C3 )
Potensial total dari rangkaian seri 3 kapasitor tersebut : V = V1 + V2 + V3 = q/ C1 + q/ C2 + q/ C3 = q(1/C1 + 1/C2 + 1/C3 ) Dari V = q / C , Maka kapasitansi ekivalen dari tiga buahkapasitor yang dirangkaikan secara seri : 1/Cekivalen = 1/ C1 + 1/ C2 + 1/ C3 Bina Nusantara

13 Pada rangkaian paralel beda potensial pada masing-
masing kapasitor adalah sama. C buah kapasitor dirangkaikan secara paralel. C muatan pada C1 : q1 = C1 V muatan pada C2 : q2 = C2 V C muatan pada C3 : q3 = C2 V muatantotal q = q1 + q2 + q3 = C1 V + C2 V + C3 V V = (C1 + C2 + C3) V dari q = C V Maka Cekivalen = C1 + C2 + C3 Bina Nusantara