2008/11/19

1

FISIKA ELEKTROFISIKA ELEKTRO

Dosen: SuharyantoAsisten: Andhang

.A KAPASITOR1.Pengertian1.PengertianKapasitor adalah komponen elektronika yang dapatmenyimpan muatan listrik.

Struktur KapasitorKAPASITORPENGERTIAN KAPASITOR

2008/11/19

2

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buahplat metal yang dipisahkan oleh suatu bahandielektrik.Bahan dielektrik adalah bahan isolator yangBahan dielektrik adalah bahan isolator yangdiselipkan diantara keping kapasitor. Bahan‐bahan dielektrik yang umum digunakanmisalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain‐lain.Lambang kapasitor dalam rangkaian :Lambang kapasitor dalam rangkaian :

KAPASITORPENGERTIAN KAPASITOR

2. Kapasitas (Kapasitansi) KapasitorKapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan darisuatu kapasitor untuk dapat menampung muatansuatu kapasitor untuk dapat menampung muatanelektron untuk level tegangan tertentu. Dengan rumusdapat ditulis :

Q = CVQ = muatan elektron dalam C (coulombs)Q = muatan elektron dalam C (coulombs)C = nilai kapasitansi dalam F (farads)V = besar tegangan dalam V (volt)

KAPASITAS KAPASITOR

2008/11/19

3

Dari rumus tersebut dapat diturunkan rumusDari rumus tersebut dapat diturunkan rumuskapasitansi kapasitor, yaitu :

VQC =V

KAPASITAS KAPASITOR

3. Kapasitor Keping SejajarKapasitor keping sejajar adalah kapasitor yang terdirid i d k i k d kt di i hk l hdari dua keping konduktor yang dipisahkan olehbahan dielektrik.

+q ‐ q

SEJAJARKAPASITOR KEPING SEJAJAR

d

2008/11/19

4

Kedua keping kapasitor dihubungkan dengan baterai.Baterai akan memberikan muatan +q pada kepingpertama dan q pada keping kedua Dalam celahpertama dan –q pada keping kedua. Dalam celahantara kedua keping akan timbul medan listrik.

‐ q+q

SEJAJARKAPASITOR KEPING SEJAJAR

E

Perhitungan Kapasitansi :1. Medan listrik

2.TeganganA

qE0ε

=

AqddEV0

.ε

==

3.Kapasitas

SEJAJARKAPASITOR KEPING SEJAJAR

VqC =

dAC 0ε=

0

2008/11/19

5

Kapasitas kapasitor keping sejajar

AC 0ε

C = Kapasitas kapasitor (F)ε = Permitivitas vakum (8 85x10‐12  C2N‐1m2  )

dAC 0ε=

ε0 = Permitivitas vakum (8,85x10 C N m )A = Luas penampang masing‐masing keping (m2 )d = Jarak antar keping (m)

SEJAJARKAPASITOR KEPING SEJAJAR

4. Kapasitor Bola

Kapasitor  bola berongga

R

Kapasitor bola adalah kapasitor yang berbentuk bolaberongga dengan jari‐jari tertentu.

KAPASITOR BOLA

2008/11/19

6

Perhitungan kapasitansi1. Beda potensial pada bola

q

2.Kapasitas kapasitor bola

RqkV =

RVqC 04πε==V

KAPASITOR BOLA

Kapasitas  kapasitor  bola

RC 04πε=

Kapasitas kapasitor bola tidak tergantung padamuatan dan beda potensial kapasitor.

0

KAPASITOR BOLA

2008/11/19

7

5. Susunan Kapasitora. Susunan seri kapasitor

•Muatan masing‐masingC1 C2 Cn kapasitor sama

•Tegangan masing‐masingkapasitor berbeda

Vi=q.Ci

1111+++=

SUSUNAN KAPASITOR

nEk CCCC...

21

+++=

b. Susunan paralel kapasitor

C1 •Tegangan masing masing

C2

Cn

•Tegangan masing‐masingkapasitor sama

•Muatan masing‐masingkapasitor berbeda

qi = Ci.V

SUSUNAN KAPASITOR

nEk CCCC +++= ...21

2008/11/19

8

6. Energi yang Tersimpan Dalam KapasitorKapasitor merupakan komponen yang penting dalam

k i l kt ik k k it iliki if trangkaian elektronika karena kapasitor memiliki sifatdapat menyimpan energi.Besarnya energi yang tersimpan dalam kapasitoradalah :

21 CVE = qVE 1=

qE21

=2

CVE = qVE2

=C

E2

=

ENERGI KAPASITOR

7. Macam‐Macam Kapasitor1. Kapasitor Elektrolit Kapasitor elektrolit atau Electrolytic Condenser (seringKapasitor elektrolit atau Electrolytic Condenser (seringdisingkat Elco) adalah kapasitor yang biasanyaberbentuk tabung, mempunyai dua kutub kakiberpolaritas positif (kaki yang panjang) dan negatif(kaki yang pendek).Terdiri atas dua lembar kertas alumunium sebagaik d kt d l i k id b i di l kt ikkonduktor dan alumunium oksida sebagai dielektrik.

KAPASITORMACAM-MACAM KAPASITOR

2008/11/19

9

2. Kapasitor TetapKapasitor tetap ialah suatu kapasitor yang nilainyakonstan dan tidak berubah‐ubah kapasitor tetap adakonstan dan tidak berubah ubah. kapasitor tetap adatiga macam bentuk:Kapasitor keramik (Ceramic Capacitor)Bentuknya ada yang bulat tipis, ada yang persegiempat berwarna merah, hijau, coklat dan lain‐lain.Merupakan kapasitor non‐polar.

KAPASITORMACAM-MACAM KAPASITOR

Kapasitor polyesterBentuknya persegi empat seperti permen. Biasanyamempunyai warna merah, hijau, coklat danp y jsebagainya.Kapasitor kertasTersusun atas dua lembar kertas timah (perak)panjang sebagai konduktor yang digulung padasebuah silinder yang diantaranya disisipi kertas tipisb i di l kt iksebagai dielektrik.

kapasitor kertas ini sering disebut juga kapasitorpadder.

KAPASITORMACAM-MACAM KAPASITOR

2008/11/19

10

3. Kapasitor  variabel Kapasitor variabel dan trimmer adalah jenis kapasitoryang kapasitasnya bisa diubah‐ubah. Kapasitor iniy g p y pdapat berubah kapasitasnya karena secara fisikmempunyai poros yang dapat diputar denganmenggunakan obeng.

KAPASITORMACAM-MACAM KAPASITOR

8. Gambar‐Gambar Kapasitor

KAPASITOR

2008/11/19

11

2. DIELEKTRIKDielektrik adalah bahan isolator yang disisipkany g pdalam ruang antara keping‐keping sebuah kapasitor.Contoh bahan dielektrik adalah kertas, karet, kaca,dan udara.Bahan dielektrik pada suatu kapasitor menghambataliran arus antar plat nya.K k t Di l kt ik d l h k t d li t ikKekuatan Dielektrik adalah kuat medan listrikmaximum yang dapat dihasilkan dalam dielektriksebelum dielektrik tersebut tembus / rusak dan mulaikonduksi (menghantarkan muatan listrik).

DIELEKTRIK

Keuntungan pemasangan dielektrik adalahpeningkatan kapasitas kapasitor . Besarnya kapasitaskapasitor setelah penyisipan dielektrik adalah :kapasitor setelah penyisipan dielektrik adalah :

Dengan

dAC ε

=

εεε =Dengansetelah penyisipan dielektrik, besarnya permitivitasbahan adalah hasil perkalian antara permitivitas relatifdielektrik dengan permitivitas vakum.

rεεε 0=

DIELEKTRIK

2008/11/19

12

Permitivitas relatif dielektrik tergantung dari jenisbahan. Permitivitas dielektrik adalah pebandinganantara kapasitas kapasitor dengan dielektrik danantara kapasitas kapasitor dengan dielektrik dandengan kapasitas kapasitor dalam vakum.Contoh nilai permitivitas relatif beberapa bahan :Udara 1,00059 Bakelit 4,9Kertas 3,7 Kaca pyrex 5,6Air 80 Polystyrene 2,56Air 80 Polystyrene 2,56Nilon 3,4 Kuarsa Lebur 3,78Teflon 2,1 Karet Neoprene 6,7

DIELEKTRIK

PRKerjakan 3 soal latihan minimal dari 2 subbab yang Kerjakan 3 soal latihan minimal dari 2 subbab yang berbeda di buku referensi hal 214 dst.