KAPASITOR dan DIELEKTRIK

5.1 Pengertian Kapasitor

• Dua penghantar berdekatan yang dimaksudkan untuk diberi muatan sama tetapi berlawanan jenis disebut kapasitor.

• Sifat menyimpan energi listrik / muatan listrik.• Kapasitas suatu kapasitor (C) adalah

perbandingan antara besar muatan Q dari salah satu penghantarnya dengan beda potensial V antara kedua pengahntar itu C = Q/V atau Q= CV

.

Kegunaan Kapasitor• Untuk menghindari terjadinya loncatan

listrik pada rangkaian2 yang mengandung kumparan bila tiba2 diputuskan arusnya.

• Rangkaian yang dipakai untuk menghidupkan mesin mobil

• Untuk memilih panjang gelombang yang ditangkap oleh pesawat penerima radio.

Bentuk kapasitor• Kapasitor bentuk keping sejajar• Kapasitor bentuk bola sepusat• Kapasitor bentuk silinder

5.2 Kapasitas KapasitorBila luas masing2

keping A, maka :

Tegangan antara kedua keping :

Jadi kapasitas kapasitor untuk ruang hampa adalah :

A

QE

00

A

dQdEV

0

..

d

A

V

QC 00

+

+

+

+

+q -q

A

d

E

-

-

-

-

Bila di dalamnya diisi bahan lain yang mempunyai konstanta dielektrik K, maka kapasitasnya menjadi

Hubungan antara C0 dan C adalah :

Kapasitas kapasitor akan berubah harganya bila :• K , A dan d diubah

Dalam hal ini C tidak tergantung Q dan V, hanya merupakan perbandingan2 yang tetap saja. Artinya meskipun harga Q diubah2, harga C tetap.

d

AKC 0

00 karena KKCC

5.2Hubungan Kapasitora. Hubungan Seri

Kapasitor yang dihubungkan seri akan mempunyai muatan yang sama.

321

1111

CCCCs

sadcdbcab C

QV

C

QV

C

QV

C

QV ; ; ;

321

321 QQQQ

b. Hubungan Paralel

Kapasitor yang dihubungkan paralel, tegangan antara ujung2 kapasitor adalah sama, sebesar V.

321 CCCC p

; ; ; ; 332211 VCQVCQVCQVCQ p

5.4 Energi KapasitorSesuai dengan fungsinya, maka kapasitor yang

mempunyai kapasitas besar akan dapat menyimpan energi yang lebih besar pula.

Persamaannya :

QVCVW 212

21

Contoh :1. Tentukan kapasitas kapasitor yang

mempunyai luas keping 1 cm2 dan jarak antara kepingnya 0,2 cm, bila muatan masing2 keping sebesar 5 μC dan ε0 = 8,85 x 10-12 C2/Nm2 dan diantara medium ada bahan dengan konstanta dielektrik 2.

2. Suatu kapasitor keping sejenis mempunyai kapasitas 5 μF, jika ruang diantara keping2 berisi udara. Jika ruang tersebut diisi porselin, kapasitasnya 30 μF. Berapakah konstanta dielektrik porselin ?

3. Suatu kapasitor berisi udara, tegangannya V0. Kapasitor itu kemudian diisi mika (K = 5) dan diisolasi (muatannya dibuat tetap). Berapakah tegangan kapasitor itu sekarang ?

4. Tiga buah kapasitor dihubungkan secara seri dan paralel, C1 = 1 μF, C2 = 2 μF, C3 = 3 μF dihubungkan dengan sumber tegangan 12 V. Tentukanlah (a) Kapasitas gabungannya, (b) muatan masing2 kapasitor.

5. Terdapat suatu rangkaian paralel dengan 5 buah kapasitor yang sama besarnya ( C ). Tentukan kapasitas kapasitor penggantinya.

6. Jika sebuah kapasitor yang berkapasitas 10 μF mempunyai energi listrik sebesar 1 Joule, maka berapakah tegangannya ?

Kerjakan soal pada MODUL fis. Hal. 53 no. 6 ,7dan 8

• Untuk selanjutnya bisa dicoba soal yang lain pada modul fisika xii( ttg Elektrostatis )

SOAL ULHA .2 ELEKTROSTATIS• 1. Tiga buah muatan listrik Q1, Q2 dan Q3 masing-masing

besarnya 8 nC, 1 nC dan – 4 nC diletakkan segaris, Q2 berada di tengah-tengah antara dua muatan lainnya, Jika jarak antara Q1 dan Q3 adalah 6 m. Tentukan besar dan arah resultan gaya yang dialami oleh muatan listrik Q2.

• 2. Dua muatan listrik Q1 dan Q2 masing-masing besarnya 4 nC dan 9 nC berjarak 0.5 m. Tentukan letak titik yang mempunyai kuat medan listrik sama dengan nol terhadap muatan Q1 dan Q2

• 3. Sebuah bola konduktor yang berjari-jari 20 cm bermuatan listrik 80 mikro coulomb berada di udara.Hitunglah kuat medan listrik dan potensial listrik pada titik P yang berjarak 10 cm dari permukaan bola.

• 4.Sebuah kapasitor keping sejajar dengan luas keping 1 cm² dan jarak dua keping 0,885 cm, Jika muatan pada masing-masing keping 4 n C. Hitunglah : a. Kapasitas Kapasitornya. ( k = 4 ). b. Beda Potensial listrik antara kedua keping tersebut.

• 5. Empat buah Kapasitor c1, c2, c3 dan c4 masing-masing besarnya 20 mC, 40 mC, 60 mCdan30 mCdisusun seperti pada gambar. Jika ujung-ujung rangkaian diberi beda potensial 12 volt.Hitunglah : a. muatan pada masing-masing kapasitor. B. energi yang tersimpan pada masing masing kapasitor

• c1

• c2 c3

• c4•