![Page 1: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/1.jpg)
KAPASITOR
MINGGU KE-5
![Page 2: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/2.jpg)
Kapasitor: Penyimpan Muatan & Energi
ListrikKapasitor: dua konduktor terisolasi dengan muatan yang sama Q dan berbeda
tanda dan beda potensial ΔV diantaranya.
2
Satuan: Coulomb/Volt atau Farad
![Page 3: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/3.jpg)
Kapasitor Plat Sejajar
3
![Page 4: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/4.jpg)
Menghitung E (Hukum Gauss)
4
![Page 5: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/5.jpg)
Alternatif Pemecahan
Plat bagian atas:
5
Plat bagian bawah:
![Page 6: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/6.jpg)
Kapasitor Plat Sejajar
6
C hanya bergantung pada faktor geometri A dan d
![Page 7: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/7.jpg)
Kapasitor Bola
Dua kulit bola konsentrik berradius a dan b
Berapakah E?
7
Hukum Gauss → E ≠ 0 hanya pada daerah a < r < b, bentuk E mirip dengan yang dihasilkan
oleh muatan titik:
![Page 8: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/8.jpg)
Kapasitor Bola
8
Untuk sebuah bola konduktor berradius a:
![Page 9: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/9.jpg)
Kapasitansi Bumi
Untuk sebuah bola konduktor berradius a:
9
Satu Farad adalah sangat BESAR!
Kita biasa menggunakan pF(10-12) atau nF(10-9)
![Page 10: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/10.jpg)
Kapasitor Silinder
Dua kulit silinder konsentrik berradius a dan b,
tingginya l. Kulit Silinder dalam bermuatan total Q (λ
uniform) dan kulit silinder luar bermuatan total - Q (λ
uniform)
10
Hitung Kapasitansi Sistem tersebut!
![Page 11: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/11.jpg)
• Energi yang Tersimpan
dalam Kapasitor
11
dalam Kapasitor
![Page 12: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/12.jpg)
Energi untuk Memuati Kapasitor
12
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 13: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/13.jpg)
• 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
13
![Page 14: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/14.jpg)
Sehingga usaha yang dilakukan untuk
menggerakkan dq adalah is:
Usaha yang Dilakukan untuk Memuati
Kapasitor
14
Energi Total untuk memuati sampai q = Q:
![Page 15: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/15.jpg)
Energ yang Tersimpan dalam
Kapasitor
Karena
15
Dimanakah energi tersimpan???
![Page 16: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/16.jpg)
Energi disimpan dalam Medan Listrik!
Kapasitor plat sejajar:
Energi yang Tersimpan
dalam Kapasitor
16
Rapat Energi Medan Listrik
![Page 17: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/17.jpg)
Batrei (Catu Daya) &
Rangkaian Dasar
17
Rangkaian Dasar
![Page 18: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/18.jpg)
Batrei (Catu Daya) Ideal
18
• Beda potensialnya tetap diantara ujung-ujungnya
• Sumber muatan sebanyak muatan yang diperlukan
![Page 19: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/19.jpg)
Susunan Batrei Seri
19
Beda potensial neto berubah yaitu ΔV = ΔV1 + ΔV2
![Page 20: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/20.jpg)
Susunan Batrei Paralel
Beda potensial tetap ΔV
Don’t do this!
20
![Page 21: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/21.jpg)
Susunan Kapasitor Paralel
Potensial Sama!
21
![Page 22: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/22.jpg)
Kapasitansi Equivalen
22
Animasi 5.1
![Page 23: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/23.jpg)
Susunan Kapasitor Seri
23
Sekarang tegangannya beda, Bagaimana
dengan Q?
![Page 24: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/24.jpg)
Susunan Kapasitor Seri
24
![Page 25: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/25.jpg)
(Tegangan dijumlahkan
Kapasitansi Equivalen
25
(Tegangan dijumlahkan
pada susunan seri)
Animasi 5.2
![Page 26: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/26.jpg)
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
26
HOW???
![Page 27: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/27.jpg)
Tinjauan Molekular dari Dielektrik
Dielektrik Polar :Dielektrik dengan momen dipol listrik permanen
Contoh: Air
27
![Page 28: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/28.jpg)
Dielektrik Non-Polar: Dielektrik dengan momen dipol listrik terinduksi
Example: CH4
Tinjauan Molekular dari Dielektrik
28
![Page 29: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/29.jpg)
Dielektrik dalam Kapasitor
29
Beda Potensial berkurang karena polarisasi dielektrik menurunkan besar
medan listrik!
![Page 30: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/30.jpg)
Hukum Gauss untuk Dielektrik
30
Ketika memasukan dielektrik, rapat muatan σ terinduksi pada
permukaannya
Apa itu σ’?
![Page 31: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/31.jpg)
Konstanta Dielektrik κDielektrik menurunkan besar medan awal oleh faktor κ
31
Hukum Gauss dengan dielektrik:
Konstanta Dielektrik
Vakum 1.0
Kertas 3.7
Gelas Pyrex 5.6
Air 80
![Page 32: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/32.jpg)
E, P dan D
( )σσ qqA ′−=′−
32
( )00 εε
=
PEεDA
qEε
A
q
Aε
q
Aε
qE 00
00
+=→′
+=→′
−=
A
qPdan
A
qD
′==
![Page 33: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/33.jpg)
E, P dan D
PEεD 0
rrr+=
Karena E adalah vektor, maka D dan P juga vektor:
bebas"muatan dengan berkaitan "
nt)displaceme (electricListrik Pergeseran D =r
33
"polarisasimaupun bebasbaik
ada, yangmuatan semuadengan berkaitan "
dielektrik dalamListrik Medan E
"polarisasimuatan dengan berkaitan "
Listrik Polarisasi P
bebas"muatan dengan berkaitan "
=
=
r
r
![Page 34: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/34.jpg)
Dielektrik dalam Kapasitor
Q0= Konstan setelah batrei diputus
34
Ketika dimasukan dielektrik:
![Page 35: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/35.jpg)
V0 = Konstan ketika batrei tetap terhubung
Dielektrik dalam Kapasitor
35
Setelah dimasukan dielektrik:
![Page 36: KAPASITOR - file.upi.edufile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197701102008011... · Dielektrik Sebuah bahan dielektrik adalah bahan non konduktor atau insulator Contoh:](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5b30f77d7f8b9a2c328c25c4/html5/thumbnails/36.jpg)
Problem
36
Berapa kapasitansi sistem kapasitor berikut?