Listrik Statis Hukum Coulomb Medan Listrik

Presentasi berjudul: "Listrik Statis Hukum Coulomb Medan Listrik"— Transcript presentasi:

1 Listrik Statis Hukum Coulomb Medan Listrik
Menghitung Kuat Medan Listrik Energi Potensial Listrik Hubungan antara Gaya Coulomb, Kuat Medan, Energi Potensial dan Potensial Kapasitor Rangkaian Kapasitor Energi Kapasitor

2 Hukum Coulomb Hukum Coulomb Medan Listrik
Muatan Listrik Permitivitas bahan () Gaya Coulomb Gaya Elektrostatis pada Beberapa Muatan Listrik Medan Listrik Menghitung Kuat Medan Listrik Energi Potensial Listrik Kapasitor Rangkaian Kapasitor Energi Kapasitor

3 Muatan Listrik Muatan Listrik adalah pembawa sifat kelistrikan suatu benda. Di dalam atom penyusun suatu benda terdapat 2 muatan listrik, yaitu proton (+) dan elektron (-) serta satu partikel yang tidak bermuatan yang disebut netron. Benda Netral : adalah benda yang jumlah elektron (-) dan proton (+) dalam atom-atom benda tersebut jumlahnya sama. Benda Bermuatan : adalah benda yang jumlah elektron (-) dan proton (+) dalam atom- atom benda tersebut jumlahnya tidak sama. Jika elektron (-) lebih sedikit dari proton (+), benda menjadi bermuatan positif. Jika elektron (-) lebih banyak dari proton (+), benda menjadi bermuatan negatif.

4 Memuati Benda Benda yang netral dapat dibuat bermuatan dengan berbagai cara, misalnya saling digosokkan antara 2 benda yang berbeda. Atau dengan cara didekatkan ke benda lain yang sudah bermuatan (di induksi). Ebonit yang digosok-gosokkan dengan kain wool menyebabkan ebonit bermuatan negatif. Hal ini karena terjadi perpindahan elektron dari kain woll menuju ke ebonit, saat terjadi gesekan antara keduanya. Kaca yang digosok-gosokkan dengan kain sutera kering menyebabkan kaca bermuatan positif. Hal ini karena terjadi perpindahan elektron dari kaca ke kain sutera, saat terjadi gesekan antara keduanya.

5 Jumlah Muatan Jumlah muatan yang terdapat dalam sebuah benda diberi simbol besaran q atau Q, dan diberi satuan coulomb (C). Satuan lain yang lebih kecil adalah mC (mili coulomb), C (mikro coulomb), nC (nano coulomb, pC (pico coulomb). Satuan ini diambil dari nama Charles Augustin de Coulomb. QA QA = + 6 coulomb QB QB = - 12 coulomb

6 Sifat Muatan Listrik Jika dua buah benda yang bermuatan saling didekatkan, keduanya akan saling mempengaruhi. Pengaruh ini dapat berupa tolakan atau tarikan satu sama lain. Benda yang bermuatan sejenis jika didekatkan akan saling tolak-menolak.. Benda yang bermuatan tidak sejenis jika didekatkan akan saling tarik-menarik

7 Gaya Coulomb q1 q2 Menurut Charles Agustin de Coulomb, :
Besarnya gaya tolak-menolak atau tarik-menarik antara 2 buah benda bermuatan, sebanding dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda. q1 q2 r Secara matematis dapat dirumuskan sebagai: Dengan k adalah konstanta yang nilainya tergantung dari medium di antara kedua benda.

8 Gaya Coulomb (benda dalam vakum )
Persamaan gaya coulomb: q1 q2 r Sering dituliskan dalam bentuk lain: Ruang Hampa dengan o adalah permitivitas ruang hampa (8, C2 N-1m-2) Jika dihitung akan didapat

9 Gaya Coulomb q1 q2 Untuk benda dalam ruang hampa, berlaku :
Maka, jika benda berada dalam medium tertentu, berlaku : Bahan tertentu dengan bahan adalah permitivitas medium.

10 Permitivitas Relatif (r)
Jika gaya coulomb dalam vakum dibandingkan dengan gaya coulomb dalam bahan, akan diperoleh : Nilai ini disebut permitivitas relatif bahan terhadap vakum. Atau:

11 Arah Gaya Coulomb FB,A FA,B B A negatif positif
Gaya Coulomb juga termasuk besaran vektor, sehingga arahnya tertentu. Jika benda A bermuatan positif (+) dan benda B bermuatan negatif (-), maka A tertarik ke arah B dan B tertarik ke arah A dengan gaya yang sama besar tetapi arahnya berlawanan. Berlaku : FB,A FA,B A positif B negatif

12 Gaya Coulomb oleh Beberapa Muatan
Jika terdapat lebih dari 2 muatan, maka total gaya coulomb yang dialami oleh salah satu benda harus dihitung secara vektor. Hal ini karena arah gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing benda mungkin berbeda. rAC rAB rBC FA,C FC,B FC,A FA,B FB,C FB,A A positif B negatif C pozitif Resultan gaya yang dialami oleh A adalah FA = FA,B – FA,C.

13 FA,C FA,B A positif Perhatikan arah vektor Gaya Coulomb tersebut! Jika berlawanan, maka Ftotal sama dengan selisih kedua vektor. Tapi bila searah, Ftotal sama dengan jumlah kedua vektor. Dan jika membentuk sudut tertentu, carilah Ftotal dengan menggunakan Rumus Cosinus.

14 FB,A FB,C B negatif Perhatikan arah vektor Gaya Coulomb tersebut! Jika berlawanan, maka Ftotal sama dengan selisih kedua vektor. Tapi bila searah, Ftotal sama dengan jumlah kedua vektor. Dan jika membentuk sudut tertentu, carilah Ftotal dengan menggunakan Rumus Cosinus.

15 FC,B FC,A C pozitif Perhatikan arah vektor Gaya Coulomb tersebut! Jika berlawanan, maka Ftotal sama dengan selisih kedua vektor. Tapi bila searah, Ftotal sama dengan jumlah kedua vektor. Dan jika membentuk sudut tertentu, carilah Ftotal dengan menggunakan Rumus Cosinus. Latihan

16 Medan Listrik Hukum Coulomb Medan Listrik
Kuat Medan Listrik Garis Medan Listrik Menghitung Kuat Medan Listrik Energi Potensial Listrik Kapasitor Rangkaian Kapasitor Energi Kapasitor

17 Kuat Medan Listrik Medan Listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik, yang masih dipengaruhi gaya Coulomb dari benda tersebut. Tentunya pengaruh ini hanya dirasakan oleh benda yang juga bermuatan listrik. Besarnya pengaruh gaya coulomb untuk setiap satu satuan muatan positif disebut kuat medan listrik. Kuat medan listrik diberi simbol besaran E, dan satuannya newton/coulomb (N/C). Jadi secara matematis:

18 Garis Medan Listrik Medan Listrik adalah tidak dapat dilihat, tetapi pengaruhnya benar-benar ada. Hal ini mirip dengan pengaruh oleh magnet, yang nanti akan dibahas tersendiri. Untuk menggambarkan keberadaan medan listrik ini, dilukiskan dengan garis-garis berarah yang di namakan garis medan liustrik. Sifat Garis Medan Listrik: Berasal dari muatan positif dan berakhir di muatan negatif. Tidak saling berpotongan.

19 Arah Vektor Medan Listrik
Seperti halnya gaya elektrostatis (gaya coulomb), kuat medan listrik juga merupakan besaran vektor. Sehingga arah medan listrik sangat ditentukan oleh sumber medan listrik tersebut. Garis medan oleh muatan negatif Garis medan oleh muatan positif

20 Kuat Medan Listrik Hukum Coulomb Medan Listrik
Menghitung Kuat Medan Listrik Flux Listrik Hukum Gauss Kuat Medan Listrik di Sekitar Bola Bermuatan Kuat Medan Listrik di Sekitar Pelat Bermuatan Kuat Medan Listrik di antara Dua Pelat Sejajar Energi Potensial Listrik Kapasitor Rangkaian Kapasitor Energi Kapasitor

21 Flux Listrik Flux Listrik () adalah jumlah garis medan listrik yang menembus suatu luasan secara tegak lurus. E Flux Listrik () adalah adalah besaran skalar, padahal kuat medan (E) dan luasan (A) adalah vektor. A Jadi flux listrik () diperoleh dengan cara perkalian titik (dot product) antara E dan A. E N  Satuan  adalah N C-1 m2  disebut weber (Wb) A

22 N Jika E sejajar A, maka  = 90o. Sehingga :  E A E N Jika E tegak lurusr A, maka  = 0o. Sehingga :  A

23 normal Hukum Gauss  E Dari konsep jumlah garis medan tersebut Gauss mengemukakan teori sbb: “Jumlah garis-garis medan listrik yang menembus suatu permukaan tertutup, sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi permukaan tersebut.” +Q Secara matematis dituliskan: Permukaan Gauss Jika persamaan ini dijabarkan akan diperoleh:

24 Hukum Gauss Yang tidak lain adalah persamaan kuat medan listrik.
Dengan persamaan ini, kita dapat menentukan kuat medan listrik di dalam benda berbentuk bola atau benda berbentuk pelat sejajar.

25 Kuat Medan Listrik di Sekitar Bola Bermuatan
Jika bola berongga dimuati, maka muatan listrik tersebut akan tersebar merata di permukaan bola. Jadi tidak ada muatan di dalam bola. Hal ini karena muatan sejenis berusaha saling menjauh (tolak-menolak) satu sama lain, sehingga muatan berada sejauh- jauhnya satu dgn yg lain, yaitu di permukaan bola. + + + + r<R + + + R + + r>R + + +

26 Kuat Medan di dalam Bola.
Karena tidak ada muatan di dalam bola (q = 0), maka: + + + + r<R + + + R + + r>R + + + Jadi kuat medan (E) di dalam bola berongga adalah NOL.

27 Kuat Medan di permukaan Bola.
Muatan tersebar di permukaan bola, jadi q ≠ 0 + + + + r<R + + + R + + r>R + + + Jadi kuat medan (E) di permukaan bola berjari-jari R adalah

28 Kuat Medan di luar Bola. + + + + + + + + + + + +
Untuk titik di luar bola, bisa dianggap menghitung E terhadap muatan sejauh r > R. + + + + r<R + + + R + + r>R + + + Jadi kuat medan (E) di luar bola pada jarak r dari pusat bola adalah

29 Kurva Kuat Medan Bola Bermuatan
Di dalam Bola Pada Bola konduktor bermuatan, kuat medan di dalam bola adalah nol (sesuai dgn Hk Gauss, didalam bola tidak ada muatan) E Di Permukaan Bola ER Di luar Bola R r Kuat Medan paling besar terdapat di permukaan bola. Kurva Medan Listrik pd Bola Konduktor Bermuatan Di Luar Bola, kuat medannya mengecil secara kuadratis.

30 Kuat Medan di Sekitar Pelat Bermuatan
Untuk Pelat Bermuatan, dengan kerapatan muatan , dimana  = q/A, sesuai dengan hukum Gauss: + E E

31 Kuat Medan di Sekitar Pelat Bermuatan
Untuk setiap sisi, q adalah : + E E Uuntuk kedua sisi adalah :

32 Kuat Medan di Sekitar Pelat Bermuatan
Jadi kuat medan di sekitar sebuah pelat yg bermuatan adalah + E E Dimana : Adalah kerapatan muatan (C m-2)

33 Kuat Medan di Antara Pelat Bermuatan
+ -  Kuat medan E dan E di antara pelat saling memperkuat, karena arahnya sama. +E - E Dan kuat medan di luar pelat sama dengan nol, karena saling menghilangkan. Saling menguatkan (arahnya sama) Saling menghilangkan (arahnya berlawanan)

34 Kurva Kuat Medan Pada Pelat Bermuatan
Kuat Medan Listrik di antara kedua keping adalah homogen, jadi kuat medannya sama di mana-mana. E Di Antara Keping Ed Di permukaan Keping Kuat Medan Listrik di permukaan keping sama dengan di dalam keping. Di Luar Keping d r Kuat Medan Listrik di luar keping adalah nol, karena medan listrik dari keping 1 saling mediadakan dengan medan listrik dari keping 2. Kuat Medan Pada Keping Sejajar Latihan

35 Energi Potensial Listrik
Hukum Coulomb Medan Listrik Menghitung Kuat Medan Listrik Energi Potensial Listrik Usaha Pemindahan Muatan Potensial Listrik Potensial Bola Konduktor Bermuatan Potensial Keping Seajajar Kapasitor Rangkaian Kapasitor Energi Kapasitor

36 Usaha Pemindahan Muatan
Apabila sebuah benda A bermuatan berada di dalam medan listrik suatu benda lain B, maka benda A tersebut mengalami gaya elektrostatis dari benda B. Sehingga untuk memindahkan benda A ke tempat lain dalam wilayah medan benda B diperlukan usaha ( W) A q Q B

37 Q Usaha Pemindahan Muatan
Besarnya usaha untuk memindahkan muatan ini tidak tergantung pada lintasan yang ditempuh, tetapi hanya ditentukan oleh keadaan awal dan akhir saja. q r1 Suatu medan yang bersifat seperti ini disebut medan konservatif. Q r2 Jadi usaha untuk memindahkan muatan q dalam wilayah medan listrik Q, hanya ditentukan oleh r1 dan r2 saja. Berapakah usaha yang diperlukan ini?

38 Usaha Pemindahan Muatan
Besarnya usaha ini adalah: q r1 Q r2

39 Energi Potensial Listrik
Usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan dalam suatu medan listrik adalah sama dengan perubahan energi potensial listrik (EP). Jadi dapat dituliskan:

40 Energi Potensial Mutlak
Jika mula-mula muatan berada pada jarak jauh tak terhingga (r1 = ), maka EP = EP2, karena EP1 = 0. Nilai energi potensial ini disebut energi potensial mutlak.

41 Energi Potensial Listrik Total
Tidak seperti Gaya Coulomb dan Kuat Medan Listrik yang termasuk besaran vektor, energi potensial adalah besaran skalar. Dan satuannya tentu saja adalah joule (J). Jadi jika terdapat beberapa sumber medan listrik, maka energi potential total untuk suatu muatan dalam medan listrik tersebut dijumlahkan secara aljabar biasa. Jika muatannya negatif (-) jangan lupa memasukkan tanda negatif ini !!

42 Potensial Listrik Usaha untuk memindahkan satu satuan muatan positif dalam wilayah medan listrik suatu benda (dari r1 ke r2)didefinisikan sebagai beda potensial listrik antara kedua titik tersebut. +1 r1 Q r2 Beda potensial diberi simbol V dan diberi satuan volt (V). Berapakah besarnnya V ini?

43 Beda Potensial Listrik
+1 r1 Q r2 Dalam istilah sehari-hari, beda potensial listrik biasa disebut dengan tegangan listrik.

44 Beda Potensial Listrik
Jangan keliru !!! Yang dimaksud dengan tegangan listrik bukanlah potensial listrik tetapi beda potensial listrik. q r1 Q Potensial lsitrik tidak dapat diukur, sedangkan beda potensial listrik dapat diukur, yaitu dengan voltmeter. r2

45 q r1=  Potensial Mutlak Jika muatan uji mula-mula berada di jauh tak terhingga, maka potensial akhirnya disebut potensial mutlak. Q r2 Jadi persamaan potensial mutlak adalah

46 Potensial Listrik Total
Q1 Q2 Q3 1+ QN Seperti halnya energi potensial listrik, potensial listrik juga merupakan besaran skalar. Jadi untuk lebih dari 1 sumber muatan, potensial totalnya dijumlah secara aljabar biasa.

47 Bidang Equipotensial / Ekipotensial
Bidang Equipotensial adalah suatu bidang yang menghubungkan titik-titik yang memiliki potensial sama. Jadi bedan potensial antara titik-titik ini adalah nol. A q r1 Q Untuk memindahkan muatan antara titik-titik pada bidang equipotnesial ini tidak diperlukan usaha. Ingat : W = qV. r2 Jadi misalnya titik A dan B adalah titik-titik pada bidang equipotensial, maka usaha untuk memindahkan muatan dari A ke B adalah nol. q B

48 Hubungan Antar Rumus

49 Hubungan Antar Rumus

50 Pengingat !!

51 Potensial Listrik Bola Bermuatan
+ Potensial listrik pada bola konduktor (berongga) bermuatan dapat dihitung dengan menghitung usaha untuk memindahkan muatan di dalam dan di sekitar bola tersebut. + + + r<R + Dalam bola + + R + + Harus diingat selalu, bahwa muatan listrik terkumpul hanya di permukaan saja. Di dalam bola tidak terdapat muatan. r>R + + + Luar bola Permukaan bola

52 Potensial Listrik di Dalam Bola Bermuatan
+ + Kuat medan E di dalam bola adalah nol (diperoleh dari Hukum Gauss). + + r<R + Sehingga W = 0 Dalam bola + + Padahal W = qV. R Jadi: + + r>R + + + Luar bola Permukaan bola Yang artinya potensial di dalam bola, sama dengan potensial di permukaan bola

53 Potensial Listrik di Permukaan Bola
+ + Potensial Listrik di permukaan bola sama dengan potensial listrik di dalam bola, yaitu sebesar: + + r<R + Dalam bola + + R + + r>R + + + Luar bola Permukaan bola

54 Potensial Listrik di Luar Bola
+ + Potensial listrik di luar bola dapat dihitung dengan menganggap bola sebagai muatan titik. + + r<R + Dalam bola + Jadi + R + + r>R + + + Luar bola Permukaan bola

55 Kurve Tegangan Listrik Bola Bermuatan
Di Dalam Bola V Di permukaan Bola VR Di Luar Bola R r Beda Potensial Pada Bola Bermuatan

56 Beda Potensial Listrik Keping Sejajar
Potensial listrik pada keping sejajar dapat dihitung dengan menghubungkannya dengan kuat medan listriknya. - + - + - Berlaku persamaan: + - + - + B A d

57 - - - - - Beda Potensial Listrik Keping Sejajar + + + + +
Jika titik A (keping negatif) dijadikan sebagai acuan (r=0), maka tegangan titik A terhadap titik A sendiri adalah - + - + - + - + - Dan tegangan titik B terhadap titik A adalah + B A d

58 - - - - - Beda Potensial Listrik Keping Sejajar + + + + +
Tegangan di tengah-tengah keping - C + - + - + - + - + B A Makin jauh dari keping negatif (acuan) tegangannya semakin besar. d

59 Beda Potensial Listrik di Luar Keping
Tegangan di luar keping adalah sama dimana-mana karena sama dengan mengukur tegangan dengan probe voltmeter di”sentuhkan” pada keping B dan keping A. - + - + - + - Jadi, daerah di luar keping tegangannya adalah + - + B A d

60 Kurve Tegangan Listrik Pada Keping Sejajar
Di Antara Keping V Di Luar Keping Vd Di permukaan Keping d r Beda Potensial Pada Keping Sejajar Latihan

61 Kapasitor Hukum Coulomb Medan Listrik Menghitung Kuat Medan Listrik
Energi Potensial Listrik Kapasitor Pengertian Kapasitor dan Kapasitas Kapasitor Kapasitas Bola Konduktor Kapasitas dan Potensial Gabungan Kapasitas Lempeng Sejajar Jenis Kapasitor dan simbolnya Rangkaian Kapasitor Energi Kapasitor

62 PengertianKapasitor Kapasitor adalah suatu benda yang mempunyai kapasitas (kapasitas penyimpan). Dalam hal ini yang disimpan adalah muatan listrik. Jadi Kapasitor adalah benda yang dapat menyimpan muatan listrik. Kemampuan dalam menyimpan muatan listrik disebut kapasitas atau kapasitansi. Kapasitansi diberi simbol besaran dengan huruf C dan diberi satuan farad (F). Satuan yang lain adalah mF (mili farad), F (mikro farad), mF (mili farad), nF (nano farad) dan pF (piko farad).

63 Memuati Kapasitor Kita dapat menyimpan muatan listrik dalam kapasitor dengan cara memuatinya. Yaitu dengan menghubungkan kapasitor tersebut dengan sumber tegangan (sumber beda potensial). Sehingga akan terdapat beda potensial antara kapasitor dengan suatu acuan (misalnya bumi). Atau jika kapasitornya memiliki 2 kaki, akan terjadi beda potensial antara kedua kaki kapasitor tersebut. Jadi muatan yang tersimpan dalam kapasitor sangat ditentukan oleh :kapasitas kapasitor dan beda potensial. Secara matematis:

64 Memuati Kapasitor Tapi harus diingat bahwa bukan C yang tergantung pada Q dan V, tetapi Q yang tergantung pada C dan V. Maka persamaan kapasitansi dituliskan saja dengan bentuk:

65 Bentuk dasar Kapasitor
Bentuk kapasitor ada bermacam-macam, misalnya bentuk bola dan keping sejajar. Kapasitor Keping Sejajar. Kapasitor Bola. R - + - + - - + - + - + isolator - + - + - + - + - + - +

66 KapasitasKapasitor Telah disebutkan di depan, bahwa kapasitas suatu kapasitor tidak ditentukan oleh muatan dan beda potensial. Kapasitas kapasitor ditentukan oleh ukuran fisik dari kapasitor tersebut. Semakin besar ukuran fisiknya, kapasitasnya akan makin besar. Jadi untuk kapasitor bola, kapasitasnya ditentukan oleh jari-jari bola (R). Dan untuk kapasitor keping sejajar ditentukan olah luas permukaan keping (A) dan jarak antara kedua keping (d).

67 Kapasitas Bola Konduktor
Bola konduktor yang berjari-jari R jika dimuati sehingga beda potensialnya V, akan menyimpan muatan sebanyak Q. Besarnya potensial V adalah : Maka kapasitas kapasitor bola dapat dihitung, sbb: Sangat jelas bahwa C sangat dipengaruhi oleh R. Semakin besar bolanya (R makin besar) kapisitas C juga semakin besar.

68 Kapasitas dan Potensial Gabungan
Jika dua buah kapasitor bola konduktor digabungkan (dihubungkan) dengan kawat penghantar (atau disentuhkan satu sama lain), akan terjadi perpindahan muatan dari bola yang satu ke bola yang lain sampai potensial kedua bola menjadi sama. Misalnya kapasitas bola pertama C1 dengan jari- jari R1 dan kapasitas bola kedua C2 dengan jari-jari R2. + + + + + + + + + + + C1 + C2 + + + + + + + + + + Jika keduanya digabungkan, akan didapatkan kapasitor dengan kapasitas simpan yang lebih besar, Cgabungan. + - + + + + konduktor Berapa besar kapasitas gabungan ini?

69 Kapasitas dan Potensial Gabungan
Setelah terjadi perpindahan muatan, dan potensialnya sama (Vgabungan). Muatan listrik tidak dapat hilang, berlaku Hukum Kekekalan Jumlah Muatan sbb :”Jumlah muatan sebelum digabung sama dengan jumlah muatan setelah digabung.” Secara matematis:

70 Kapasitas dan Potensial Gabungan
Dan besarnya kapasitas gabungan (Cgabungan) adalah: Jadi:

71 Kapasitas Lempeng Sejajar
Kapasitas Lempeng Sejajar (Keping Sejajar) ditentukan juga oleh ukuran fisik kapasitor tersebut, yaitu luas permukaan keping (A) dan jarak antar kedua kepingnya (d). Serta bahan yang berada di antara kedua keping, yang disebut bahan dielektrikum. - d katoda - - dielektrikum + - - + - - - - + - - - + + - + - + - + A - + anoda + katoda - + - - + + + - + - + + + + + + anoda

72 Kapasitas Lempeng Sejajar
Kapasitor keping sejajar terdirib dari 2 buah keping konduktor sejajar yang terpisah sejauh d dan disisipkan bahan dielektrikum (isolator) di antara kedua keping. - d katoda - - dielektrikum + - - + - - - - + - - - + + - + - + - + A - + anoda + katoda - + - - + + + - + - + + + + + + anoda

73 Kapasitas Lempeng Sejajar
Kedua keping kapasitor dimuati sama besar tetapi berlainan jenis. Jadi muatannya +Q dan –Q. Jika luas permukaan keping adalah A, maka rapat muatan pada keping adalah : - + - dielektrikum + - + - - + - + - + - + Dari persamaan Gauss, sudah didapatkan bahwa: - + katoda anoda - + - + - + - + d

74 Kapasitas Lempeng Sejajar
Yang dapat dituliskan untuk Q adalah - + Padahal : - dielektrikum + - + - - + - + - + - + - + katoda anoda - + - + - + - + Jadi : d

75 Kapasitas Lempeng Sejajar
Sehingga kapasitas kapasitor keping sejajar adalah - + - dielektrikum + - + - - + - + - + - + - + katoda anoda - + - + - + - + d

76 Kapasitas Lempeng Sejajar
Dapat disimpulkan dari persamaan - + Bahwa kapasitas kapasitor keping sejajar: Sebanding dengan luas keping (A) Berbanding terbalik dengan jarak antar keping (d) Sebanding dengan tetapan dielektrikum bahan di antara keping () - dielektrikum + - + - - + - + - + - + - + katoda anoda - + - + - + - + d

77 Kapasitas Lempeng Sejajar
Jika di antara keping disisipkan bahan dielektrik dengan permitivitas relatif r maka kapasitasnya menjadi: - + - dielektrikum + - + Kapasitor keping sejajar dapat diubah-ubah kapasitasnya dengan mudah, yaitu dengan mengubah jarak antar keping atau mengubah luas keping yang saling berpotongan. - - + - + - + - + - + katoda anoda - + - + - + Maka dibuatlah kapasitor yang kapasitasnya dapat berubah-ubah yang disebut dengan variabel kapasitor (varicap). Atau disebut juga varco (variabel condensator) karena nama lain dari kapasitor adalah kondensator yang artinya pengumpul muatan. - + d

78 Permitivitas () Permitivitas bahan dielektrikum dapat diturunkan pengertiannya dari persamaan kapasitor berikut: R Yang dapat dituliskan dalam bentuk lain: Jika dituliskan satuannya untuk  adalah Yang mrnyatakan jumlah muatan (C) yang dapat ditampung medium untuk setiap satu satuan tegangan setiap satu satuan panjang.

79 Jenis-jenis Kapasitor
Menurut jenis bahan dielektrik yang diselipkan di antara keping, dapat dibuat macam-macam kapasitor. Diantaranya adalah kapasitor kertas, kapsitor keramik, kapasitor mika dan kapasitor elektrolit. - + Simbol Kapasitor - dielektrikum + - + - - + - + Kapasitor dalam rangkaian elektronik disimbolkan dengan gambar: - + - + - + katoda anoda - + - + - + - + - + d Non polar Polar Varicap

80 Rangkaian Kapasitor Hukum Coulomb Medan Listrik
Menghitung Kuat Medan Listrik Energi Potensial Listrik Kapasitor Rangkaian Kapasitor Rangkaian Kapasitor Seri Rangkaian Kapasitor Paralel Rangkaian Kapasitor Seri – Paralel (Campuran) Energi Kapasitor

81 Rangkaian Kapasitor Seri
Untuk keperluan tertentu, kadangkala diperlukan kapasitor yang nilai kapasitasnya tidak sesuai dengan kapasitas yang ada. Maka beberapa kapasitor dapat dirangkai menjadi satu untuk mendapatkan nilai kapasitas yang dikehendaki. Rangkaian dapat secara Seri, Paralel atau Campuran. Rangkaian kapasitor seri adalah rangkaian yang tidak bercabang. Pada rangkaian seri berlaku tegangan total sama dengan jumlah tegangan masing-masing kapasitor. Jadi berlaku: + - + - + - A B C D C1,V1 C2,V2 C3, V3

82 Rangkaian Kapasitor Seri
+ - + - + - Padahal untuk kapasitor berlaku hubungan antara Q, V dan C, sbb: A B C D C1,V1 C2,V2 C3, V3 - + Sehingga untuk VAD dapat ditulis menjadi: D A Cs,VAD Perhatikan bahwa kutub negatif (-) dari C1 bertemu dengan kutub positif (+) dari C2. Demikian juga kutub negatif (-) dari C2 bertemu dengan kutub positif (+) dari C3. Satu sama lain saling menetralkan. Untuk rangkaian seri berlaku :

83 Rangkaian Kapasitor Seri
Maka : + - + - + - C D A B C1,V1 C2,V2 C3, V3 - + D A Cs,VAD Jadi kapasitas gabungannya menjadi makin kecil. Bisa dibayangkan bahwa kapasitas yang disusun seri, seumpama kapasitor yang jarak antar kepingnya dijauhkan ( d , diperbesar). Muatan total yang tersimpan dalam susunan kapasitor Qtotal adalah sama pada semua kapasitor.

84 Rangkaian Kapasitor Paralel
Kapasitor yang dirangkai paralel (bercabang) berlaku ketentuan tegangan tiap kapasitor sama dengan tegangan gabungan. Karena kaki-kaki tiap kapasitor terhubung ke titik yang sama. Ingat kembali tentang kapasitor bola yang digabung. + - Berlaku: C1,V1 A + - B Padahal: C2,V2 C3, V3 Maka + - + - A Cp, VAB B

85 Rangkaian Kapasitor Paralel
+ - Jadi pada rangkaian kapasitor paralel, seolah-olah seperti mengganti kapasitor tersebut dengan luas permukaan keping yang diperbesar. C1,V1 A + - B C2,V2 Ingatlah, bahwa kapasitas kapasitor keping sejajar adalah : C3, V3 + - + - A Cp, VAB B

86 Rangkaian Kapasitor Campuran
Untuk kapasitor yang dirangkai campuran (ada seri dan paralel), diselesaikan dengan menyederhanan rangkaian yang dapat disederhanakan lebih dulu. + - + - + - B A C1 C2 C + - Ctotal + - Cs C3 A C + - C3

87 Rangkaian Kapasitor Campuran
Untuk kapasitor yang dirangkai campuran (ada seri dan paralel), diselesaikan dengan menyederhanan rangkaian yang dapat disederhanakan lebih dulu. + - + - + - C1 B A C A C + - Ctotal C2 + - - + A C Cp

88 Energi Kapasitor Hukum Coulomb Medan Listrik
Menghitung Kuat Medan Listrik Energi Potensial Listrik Kapasitor Rangkaian Kapasitor Energi Kapasitor Energi yang tersimpan dalam kapasitor

89 Energi dalam Kapasitor
Kapasitor dapat menyimpan muatan. Semakin besar muatan yang tersimpan dalam kapasitor, akan semakin besar pula kemampuan kapasitor untuk mengeluarkan muatan tersebut. Hal ini mengakibatkan, kapasitor memiliki energi. Yaitu energi potensial (EP). Dan besarnya energi kapasitor ini ditentukan oleh jumlah muatan sebagai akibat perubahan potensial pada keping- keping kapasitor. Energi kapasitor dapat dihitung dengan cara mengintegralkan Q sebagai fungsi dari V.

90 Energi dalam Kapasitor
Karene Q = CV, maka:

91 Energi dalam Kapasitor
Dapat juga dituliskan dalam bentuk lain: Selesai