kapasitor
TRANSCRIPT
FISIKA DASAR II
T.SUTOJO,SSi,M.Kom
UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO
SEMARANG
2009
HP: 024 3310 1617
KAPASITOR
KAPASITOR DAN DIELEKTRIK
Kapasitor Keping Sejajar
Kapasitor Silinder
Kapasitor Bola
Kapasitor Bola Terisolasi
Dielektrik
Penyimpanan Energi Listrik Dalam Kapasitor
Kombinasi Kapasitor
Kapasitor
• Komponen Pasif
• Banyak digunakan dalamrangkaian Listrik
• type : kertas, mica, keramikdan electrolyte
• Jumlah muatan atau energiyang dapat disimpan dalamkapasitor disebut kapasitaskapasitor.
Kapasitor
• Aplikasi :– Komputer : memory RAM dan keyboard.– Lampu kilat untuk kamera.– Cadangan Energi Listrik.– Rangkaian Radio dan elektronik.
Kapasitas Kapasitor
• Kapasitor terbuat dari dua konduktor yang membawa muatanyang besarnya sama tetapi jenisnya berlawanan.
• Konduktor tersebut dinamakan Plat.
• Antara kedua plat terdapat beda potensial ΔV.
Kapasitas KapasitorKapasitas kapasitor Cdidefinisikan sebagaiperbandingan besarmuatan Q pada salahsatu plat terhadapbesar beda potensial Vdiantara kedua plat tersebut.
VQCΔ
=
Untuk setiap kapasitor harga C selalu positif dan konstan. Satuan C adalah 1 Coulomb / 1 Volt = 1 Farad (F) , { pF (10-12F) , μF(10-6 F)}
Kapasitor Keping Sejajar
dA
VQC oε==
εo = 8,85 x 10-12 F/m = 8,85 pF/m
Kapasitor Silinder
)/ln(2
abL
VQC oπε
==
Kapasitor Bola
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ −
=Δ
=
baV
QC o
114πε
Kapasitor Bola Terisolasi
RVQC oπε4==
Dielektrik
Medan listrik dalamkapasitor sebelum diberidielektrik
Diberidielektrik
Medan listrikdalamkapasitorsetelah diberidielektrik
Dielektrik
Setelah diberi dielektrik, timbul medan listrikinduksi Eind yang sifatnya memperlemah medanlistrik awal Eo, akibatnya kapasitas kapasitormeningkat.
Dielektrik
DielektrikDielektrik adalah suatu bahan yang bisa meningkatkan kapasitas kapasitor. Peningkatan ini sebanding dengan suatu besaran κ yang disebut konstanta dielektrik.
oCC κ=
Co = kapasitas sebelum disisipi dielektrik
C = kapasitas setelah disisipi dielektrik
Penyimpanan Energi Listrik
Energi yang tersimpan pada kapasitor.
22
21
21
21 CVQV
CQU ===
Kombinasi KapasitorKombinasi Seri
Kombinasi KapasitorKombinasi Seri
11 C
QV =2
2 CQV =
33 C
QV =
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++=++=+++=
321321321
111CCC
QCQ
CQ
CQVVVVab
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++=
321
111CCCQ
Vab
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++=
321
1111CCCCT
Kombinasi KapasitorKombinasi Parallel
Kombinasi Kapasitor
Q1 = C1V , Q2 = C2V dan Q2 = C3V
Kombinasi Parallel
321 QQQQ ++=
VCVCVCQ 321 ++=
321 CCCCP ++=321 CCCC
VQ
P ++==
Contoh SoalTentukan kapasitas pengganti antara titik a dan b padagambar dibawah ini, jika C1 = 5.0 F and C2 = 10.0 F and C3 = 2.00 F.
Contoh Soal
Cs1 Cs2
Contoh Soal1/Cs1 = 1/C1 + 1/C21/Cs1 = 1/(5.0 F) + 1/(10.0 F) 1/Cs1 = (0.20 + 0.10 )/ F 1/Cs1 = 0.30/ F Cs1 = (1/0.30) F Cs1 = 3.33 F
Cs2 = Cs1 = 3.33 F
Contoh Soal
Cp1 = 3.33 F + 2.0 F + 3.33 F Cp1 = 8.66 F
Contoh Soal
Contoh Soal
a b
12 μF 6 μF
6 μF
10 μF
C1 C2
C4
C3
Cab
?
Contoh Soal
a b
4 μF
6 μF
10 μF
C3
C4
Cab
?
a b10 μF 10 μF
C4
Cab
?
Jawab : 5 μF
Contoh Soal
a b5 μF
Cab
?
Contoh Soal
Contoh Soala) Hitung kapasitas pengganti untuk gambar
berikut
b) Jika rangkaian dihubungkan dengan baterai 12 V, hitung beda potensial, muatan dan energi yang tersimpan pada tiap-tiap kapasitor.
Contoh Soal
a b
2 μF
2 μF
a b4 μF
Contoh SoalJawab :
a b
4 μF
Caba).
b)
12 V
Q
Q1
Q2
b)
12 V
Q
Q1
Q2
Contoh SoalJawab :
Q = CT.V
Q = (4.0 x 10 - 6 F) (12 V) = 4.8 x 10 - 5 C
Contoh SoalJawab :
Rangkaian parallel maka : V1 = V2 = V = 12 Volt
Q1 = C1.V1 = (2.0 x 10 - 6 F)(12 V) = 2,4 x 10 - 5 C
Q2 = Cs.V2 = (2.0 x 10 - 6 F)(12 V) = 2,4 x 10 - 5 C
3 μF 6 μF=
Cs = 2 μF
Muatan yang tersimpan pada kapasitor 3 μFdan 6 μF adalah Q2 = 2,4 x 10 - 5 C
Contoh SoalJawab : Energi yang tersimpan pada kapasitor.
CQU
2
21
=
J 10 x 9,6103
)104,2(21 5-
6
25
3 == −
−
xxU
J 10 x ,84106
)104,2(21 5-
6
25
6 == −
−
xxU
J 10 x 4,14102
)104,2(21 5-
6
25
2 == −
−
xxU
