perkuliahan fisika dasar ii fi-331

33
Oleh Endi Suhendi 1 Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Upload: kort

Post on 19-Jan-2016

111 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331. Menu hari ini (1 minggu):. Kapasitor. 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. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 1

PerkuliahanFisika Dasar II

FI-331

Page 2: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 2

Menu hari ini (1 minggu):

Kapasitor

Page 3: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 3

Jika anda menempatkan sebuah partikel, q,

dalam medan:

Untuk memindahkan sebuah partikel, q, dalam medan:

Medan E dan Potensial: Efek

Page 4: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 4

Kapasitor dan Kapasitansi

Page 5: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 5

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

Page 6: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi

Jenis-jenis Kapasitor

6

1. Kapasitor Plat Sejajar 2. Kapasitor Bola

3. Kapasitor Silinder

Page 7: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 7

Kapasitor Plat Sejajar

Page 8: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 8

Menghitung E (Hukum Gauss)

Page 9: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 9

Alternatif Pemecahan

Plat bagian atas:

Plat bagian bawah:

Page 10: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 10

C hanya bergantung pada faktor geometri A dan d

Kapasitas Kapasitor Plat Sejajar

Page 11: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 11

Kapasitor Bola

Dua kulit bola konsentrik berradius a dan b

Page 12: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 12

Kapasitansi Bumi

Satu Farad adalah sangat BESAR!

Kita biasa menggunakan pF(10-12) atau nF(10-9)

Untuk sebuah bola konduktor berradius a:

Page 13: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 13

Kapasitor Silinder

Page 14: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 14

Energi yang Tersimpan dalam Kapasitor

Page 15: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 15

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

Page 16: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 16

• 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

Page 17: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 17

Sehingga usaha yang dilakukan untuk

menggerakkan dq adalah is:

Energi Total untuk memuati sampai q = Q:

Usaha yang Dilakukan untuk Memuati Kapasitor

Page 18: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 18

Batrei (Catu Daya) &

Rangkaian Dasar

Page 19: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 19

Batrei (Catu Daya) Ideal

• Beda potensial tetap diantara ujung-ujungnya• Sebagai “pompa” muatan

Page 20: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 20

Susunan Batrei Seri

Beda potensial neto berubah yaitu ΔV = ΔV1 + ΔV2

Page 21: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 21

Susunan Batrei Paralel

Beda potensial tetap ΔV

Don’t do this!

Page 22: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 22

Susunan Kapasitor Paralel

Potensial Sama!

Page 23: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 23

Kapasitansi Ekivalen

Animasi 5.1

Page 24: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 24

Susunan Kapasitor Seri

Tegangannya beda, Bagaimana dengan Q?

Page 25: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 25

Susunan Kapasitor Seri

Page 26: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 26

(Tegangan dijumlahkan pada susunan seri)

Animasi 5.2

Kapasitansi Equivalen

Page 27: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi

Kombinasi Rangkaian Kapasitor

27

Hitung kapasitansi ekivalennya!

Page 28: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi

PR

28

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!.

Page 29: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 29

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???

Page 30: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 30

Tinjauan Molekular dari Dielektrik

Dielektrik Polar : Dielektrik dengan momen dipol listrik permanen

Contoh: Air

Page 31: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 31

Dielektrik Non-Polar: Dielektrik dengan momen dipol listrik terinduksi

Contoh: CH4

Tinjauan Molekular dari Dielektrik

Page 32: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi 32

Konstanta Dielektrik κ

Konstanta Dielektrik

Vakum 1.0

Kertas 3.7

Gelas Pyrex 5.6

Air 80

Kapasitansinya menjadi:

Page 33: Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331

Oleh Endi Suhendi

PR

33

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. a.Hitunglah kapasitansi sistem!b.Ketika kapasitor dimuati dengan baterai 12 V, berapakah muatan yang terdapat pada tiap plat!c.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!