Kapasitansi, Dielektrik dan Penyimpanan

Energi

INGIN MENGETAHUI TENTANG KAPASITOR

• Kapasitor yang sering digunakan adalah kapasitor keping sejajar• Kapasitor keping sejajar terdiri atas dua lempengan konduktor sejajar

yang mana diantara kedua keping diisi dengan bahan isolator• Kapasitansi adalah suatu ukuran dari “ kapasitas” penyimpanan muatan

untuk suatu perbedaan potensial tertentu

Kapasitansi suatu kapasitor keping sejajar adalah :

Q adalah Besar muatan pada tiap keping dan V adalah perbedaan potensial antara keping-keping

Satuan kapasitansi adalah farad (F). Nilai 1 F = 1 C/V• Kapasitor bentuk lain yang sering Digunakan adalah Kapasitor Silinder

Kapasitor adalah piranti yang berguna untuk menyimpan muatan dan energi

VQC

KAPASITOR

sA

VQC O

O

KAPASITOR KEPING SEJAJAR DI DALAMNYA BERISI UDARA

KAPASITOR SILINDER DI DALAMNYA BERISI UDARA

)ln(

2

abL

VQC O

O

DIELEKTRIKSuatu material nonkonduktor (isolator) misal kaca, kertas dan kayu disebut sebagai dielektrikKonstanta Dielektrik adalah suatu konstanta yang menyatakan besarnya kenaikan kapasitansi ketika diantara bahan konduktor diisi dengan bahan dielektrik tersebut

EE

o

o

Medan listrik semula :

Permitivitas listrik semula :

oE

o

Pada suhu kamar (25 ° C) Nilai konstanta dielektrik udara adalah 1,00059 , untuk parafin nilainya 2,25 , untuk air nilainya 78,2 dan untuk barium titanat (BaTiO3) nilainya sekitar 2.000

oCC

sA

sA

VQC o

)ln(

2

)ln(

2

abL

abL

VQC o

KAPASITOR KEPING SEJAJAR DI DALAMNYA BERISI DIELEKTRIK

KAPASITOR SILINDER DI DALAMNYA BERISI DIELEKTRIK

PENYIMPANAN ENERGI LISTRIK

V

E

bVa

V

dq

Muatan dq dipindahkan dari keping negatif ke keping positif

INGAT KULIAH SEBELUMNYA : PERUBAHAN ENERGI POTENSIAL PERSATUAN MUATAN DISEBUT BEDA POTENSIAL

dqdUV

dqCqVdqdU

Lanjutan :PENYIMPANAN ENERGI LISTRIK

Kenaikan total energi potensial U adalah :

CQdq

CqdUU

Q 2

0 21

22

21

21

21 CVQVCQU

4321

11111CCCCCek

KAPASITANSI EKIVALEN

KAPASITOR TERSUSUN PARALEL

43221 CCCCCCek

KAPASITOR TERSUSUN SERI

Untuk rangkaian kapasitor pada gambar di bawah ini, jika C1 = C4 = 1 nF, C2 = C3 = 2 nF, C5 = C6 = 0,5 nF, maka tentukan nilai kapasitansi ekivalen antara titik a dan titik b

SOAL NO.1

Sumber tegangan searah V yang disambungkan pada rangkaian kapasitor di bawah ini adalah sebesar 12 volt. Jika C1 = C4 = 1 nF, C2 = C3 = 2 nF, C5 = C6 = 0,5 nF, maka :

a) Tentukan energi listrik yang tersimpan pada masing-masing kapasitor

b) Tunjukkan bahwa perbandingan nilai energi listrik yang tersimpan di kapasitor C1 dan C5 adalah 50 kali

SOAL NO.2