Kapasitor - Definisi, Rumus, Pengertian, Sifat, Fungsi, Contoh Soal dan Pembahasan

KAPASITAS SUATU KAPASITOR (C) KEPING SEJAJAR :

 

C = Q/V Satuan Coulomb/Volt = Farrad Dalam rumus ini nilai kapasitor C tidak dapat diubah (nilai C tetap).

Untuk mengubah nilai kapasitas kapasitor C dapat digunakan rumus :

C = (K Îo A)/d = K Co

Q = muatan yang tersimpan pada keping kapasitor
V = beda potensial antara keping kapasitor.

KUAT MEDAN LISTRIK (E) DI ANTARA KEPING SEJAJAR :

E = s/Π= V/d

s = rapat muatan = Q/A Þ A = luas keping
Π= K Îo
K = tetapan dielektrik bahan yang disisipkan di antara keping kapasitor.
K = 1 Þ untuk bahan udara
1 Þ untuk bahan dielektrik

Jika dua bola konduktor dengan kapasitas C1 dan C2 serta tegangan V1 dan V2, dihubungkan dengan sepotong kawat kecil, maka potensial gabungan pada bola-bola tersebut :

Vgab = (C1V1 + C2V2)/(C1 + C2)

ENERGI YANG TERSIMPAN DALAM KAPASITOR (W) :

W = ½ Q V = ½ C V² = ½ Q²/C satuan Joule

RANGKAIAN KAPASITOR SERI DAN PARALEL :

SERI 1/Cs = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ... VG = V1 + V2 + V3 + ... Qg = Q1 = Q2 = Q3 = ...

PARALEL Cp = C1 + C2 + C3 + ... Vg = V1 = V2 = V3 = ... Qg = QI + Q2 + Q3 + ...

Contoh 1 :

Sebuah titik A yang bermuatan -10 mC berada di udara pada jarak 6 cm dari titik B yang bermuatan +9 mC. Hitunglah kuat medan di sebuah titik yang terletak 3 cm dari A den 9 cm dari B !

Jawab:

Misalkan titik C (diasumsikan bermuatan positif) dipengaruhi oleh kedua muatan QA den QB, maka :

EA = k.QA = (9.10E9) (10.10E-6) = 10E8 N/C
RA2          (3.10E-2)²
EA = k.QB = (9.10E9) (10.10E-6) = 10 E87 N/C
        RB²          (3×10E-2)²

Jadi resultan kuat medan di titik C adalah :
EC = EA - EB = 9 × 107 N/C

Contoh 2 :

Sebuah massa m = 2 mg diberi muatan Q dan digantung dengan tali yang panjangnya 5 cm.  Akibat pengaruh medan listrik homogen sebesar 40 N/C yang arahnya horizontal, maka tali membentuk sudut 45° terhadap vertikal.  Bila percepatan gravitasi g=10 m/s², maka hitunglah muatan Q !

Jawab :

m = 2 mgram = 2.10-6 kg
Uraikan gaya-gaya yang bekerja pada muatan Q dalam koordinat (X,Y). Dalam keadaan akhir (di titik B benda setimbang) :

åFx = Þ T sinq = Q E ...... (1) åFy = Þ T cosq = W ....... (2) Persamaan (1) dibagi (2) menghasilkan tg q = (QE)/w = (w tg q )/ E = (2.10E-6) 10.tg45°/40 = 0,5 mC

Contoh 3 :

Dua keping logam terpisah dengan jarak d mempunyai beda potensial V. Jika elektron bergerak dari satu keping ke keping lain dalam waktu t mendapat percepatan a den m = massa elektron,maka hitunglah kecepatan elektron !

Jawab :

Elektron bergerak dari kutub negatif ke positif.Akibatnya arah gerak elektron berlawanan dengan arah medan listrik E, sehingga elektron mendapat percepatan a Gaya yang mempengaruhi elektron: F = e E = e V/d .... (1) F = m a = m v/t .... (2) Gabungkan persamaan (1) den (2), maka kecepatan elektron adalah V = eVt/md

Contoh 4 :

Tentukan hubungan antara kapasitansi (C) suatu keping sejajar yang berjarak d dengan tegangannya (V) dan muatannya (Q) !

Jawab :

Kapasitas kapasitor dapat dihitung dari dua rumus, yaitu :
C = Q/V ... (1)
C = (K Îo A) / d ... (2)

Dari rumus (1), nilai kapasitas kapasitor selalu tetap, yang berubah hanya nilai Q den V sehingga C tidak berbanding lurus dengan Q den C tidak berbanding terbalik dengan V.  Dari rumus (2) terlihat bahwa nilai C tergantung dari medium dielektrik (K), tergantung dari luas keping (A) den jarak antar keping (d).

Contoh 5 :

Tiga buah kapasitor masing-masing kapasitasnya 3 farad, 6 farad den 9 farad dihubungkan secara seri, kemudian gabungan tersebut dihubungkan dengan tegangan 220 V. Hitunglah tegangan antara ujung-ujung kapasitor 3 farad !

Jawab :

Kapasitas gabungan ketiga kapasitor: 1/Cg = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 Þ Cg
= 18/11 F

Muatan gabungan yang tersimpan pada ketiga kapasitor
Qg = Cg V = 18/11 . 220 = 360 coulomb

Sifat kapasitor seri : Qg = Q1 = Q2 = Q3, jadi tegangan pada kapasitor 3 F adalah V = Q1/C1 = Qg/C1 = 360/3 = 120 volt

Penjelasan Materi Lainnya

Diplomasi Inggris dan Asia - PM David Cameron awali kunjungan Asia-nya

PM Cameron berharap menangguk transaksi sampai Rp2,9 triliun melalui misi ini. Perdana Menteri Inggris David Cameron memulai lawatan Asia d...

Diplomat Kosta Rika diculik di Caracas

Guillermo Cholele menjadi diplomat ke tiga yang diculik di Venezuela. Polisi Venezuela tengah mencari seorang diplomat Kosta Rika yang dicul...

Perkembangan situasi di afganistan - Bom bunuh diri meledak di Herat Afghanistan

Bom bunuh diri makan korban sipil dan polisi Afghanistan di provinsi Herat. Sedikitnya 20 orang tewas atau cedera akibat serangan bom bunuh ...

Beasiswa Endeavour Awards 2013 - Kuliah di Australia

Duta Besar Australia untuk Indonesia, Greg Moriarty, mengumumkan pembukaan program beasiswa Endeavour Awards untuk tahun 2013. Endeavour Awards adalah program beasiswa Pemerintah Australia yang memberikan kesempatan untuk melakukan studi, penelitian ...

Beasiswa Untuk Warga Papua - program master

Beasiswa Fulbright untuk program master (PhD) kembali dibuka. Kali ini ditujukan untuk warga Papua. Jurusan yang bisa dipilih antara lain teknik, ilmu lingkungan, kebijakan publik, kesehatan masyarakat, dan bisnis.Pelamar yang mendaftar harus memilik...

Blogger Widget

---

---