KAPASITOR. Pengertian Kapasitor

7/23/2013

KAPASITOR

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.

1

7/23/2013

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

Kapasitas Kapasitor A E +

-

+

-

+

-

+

-

+q

d

-q

Bila luas masing2 keping A, maka :  Q E  0 0 A Tegangan antara kedua keping : Q.d V  E.d  0 A

Jadi kapasitas kapasitor untuk ruang hampa adalah :

C0 

Q A  0 V d

2

7/23/2013

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

C  K 0

A d

Hubungan antara C0 dan C adalah :

C  KC0

karena

  K 0

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.

Hubungan Kapasitor a. Hubungan Seri

Vab 

Q ; C1

Vbc 

Q ; C2

Vcd 

Q ; C3

Vad 

Q Cs

1 1 1 1    Cs C1 C2 C3 Kapasitor yang dihubungkan seri akan mempunyai muatan yang sama.

Q  Q1  Q2  Q3

3

7/23/2013

b. Hubungan Paralel

Q1  C1V ;

Q2  C2V ;

Q3  C3V ;

Q  C pV ;

C p  C1  C2  C3 Kapasitor yang dihubungkan paralel, tegangan antara ujung2 kapasitor adalah sama, sebesar V.

KAPASITOR Bahan dielektrik

Luas =A

Secara umum Kapasitor terdiri atas dua keping konduktor yang saling sejajar dan terpisah oleh suatu bahan dielektrik ( dari bahan isolator) atau ruang hampa.

Antara dua keping dihubungkan dengan beda potensial V dan menimbulkan muatan listrik sama besar pada masing-masing masing keping tetapi berlawanan tanda.

Sumber Gambar : Haliday-Resnick-Walker

4

7/23/2013

Kapasitor Simbol Kapasitor

• Sifat Kapasitor 1. Dapat menyimpan energi listrik, tanpa disertai reaksi kimia 2. Tidak dapat dilalui arus listrik DC dan mudah dilalui arus bolakbalik 3. Bila kedua keping dihubungkan dengan beda potensial, masingmasing bermuatan listrik sama besar tapi berlawanan tanda.

-Q

+Q

+

Hal.: 9

V

Isi dengan Judul Halaman Terkait

Kapasitor • Kapasitas kapasitor (C) menunjukkan besar muatan listrik pada masing-masing keping bila kedua keping mengalami beda potensial 1 volt

-Q

+Q

V

+

Q C V Hal.: 10

V

Q = nilai muatan listrik pada masingmasing keping V = beda potensial listrik antar keping ( volt) C = kapasitas kapasitor (Farad = F ) Isi dengan Judul Halaman Terkait

5

7/23/2013

Kapasitas kapasitor C

Ruang hampa atau udara

C

Luas =A

Q V

Q Q  Q Exd xd Aε o

A = luas salah satu permukaan yang saling berhadapan (meter 2 )

ε xA C o d

d = Jarak antar keping (meter) C = kapasitas kapasitor (Farad= F)

o = permitivitas udara atau ruang hampa ( 8.854 187 82 · 10-12 C/vm ) Hal.: 11

Kapasitas kapasitor Kapasitas kapasitor yang terdiri atas bahan dielektrik Bahan dielektrik

C

εxA d

ε  ε o .K Luas =A

K = tetapan dielektrik (untuk udara atau ruang hampa K = 1 )

 = permitivitas bahan dielektrik ( C/vm ) Hal.: 12

6

7/23/2013

Rangkaian Kapasitor • Rangkaian seri

-Q1

+Q1

+

+Q2

1. Kapasitas gabungan kapasitor (Cg ), kapasitas kapasitor pertama (C1), kapasitor kedua (C2) memenuhi :

-Q2

1 1 1   Cg C1 C 2 2. Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian = muatan listrik pada masingmasing kapasitor. Q = Q1 + Q2 dan Q1 = Q2 3. Tegangan listrik antar ujung rangkaian(V), tegangan pada kapasitor pertama(V1 ) dan kapasitor kedua(V2 ) memenuhi: V = V1 + V2

V

Hal.: 13

Rangkaian Kapasitor • Rangkaian seri 1. Kapasitas gabungan kapasitor :

Contoh -Q

+Q

C1 = 2 F

+Q

-Q

C2 = 3 F

V = 6 volt +

1 1 1 3 2    Cg 2 3 6

Cg = 6/5 = 1,2 F 2. Muatan listrik pada rangkaian = 1,2 F x 6V = 7,2 C Pada kapasitor satu = 7,2 C Pada kasitor kedua = 7,2 C 3. Tegangan liatrik pada kapasitor satu = 3,6 V Pada kapasitor dua = 2,4 V

Hal.: 14

7

7/23/2013

Rangkaian Kapasitor • Rangkaian paralel

+Q1

1.

-Q1 2. 3.

+Q2

+

-Q2

Tegangan pada kapasitor pertama (V1), kapasitor kedua (V2) dan tegangan sumber (V) masing-masing sama besar. V1 = V2 = V Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian memenuhi Q = Q 1 + Q2 Kapasitas gabungan kapasitor mmenuhi : Cg = C1 + C2

V

Hal.: 15

Rangkaian Kapasitor • Rangkaian paralel

1.

Contoh +Q1

-Q1

2. 3.

C1 = 2 F +Q2

-Q2

Tegangan pada kapasitor pertama (V1) dan kapasitor kedua (V2) adalah V1 = V2 = 6 volt Kapasitas gabungan kapasitor adalah Cg = C1 + C2 = 2F + 3F = 5F Muatan listrik yang tersimpan pada rangkaian memenuhi Q = Cg xV = 5F x 6V = 30C Q1 = C1 x V = 2Fx6V = 12C Q2 = C2 x V = 3Fx6V = 18C

C2 = 3 F

V =+ 6 volt Hal.: 16

Isi dengan Judul Halaman Terkait

8

7/23/2013

Energi Listrik yang Tersimpan pada Kapasitor • Grafik hubungan tegangan (V) dengan muatan listrik yang tersimpan pada kapasitor (Q) Q(Coulomb)

Nilai energi listrik yang tersimpan pada kapasitor yang bermuatan listrik Q = luas daerah Dibawah garis grafik Q-V (yang diarsir ).

Q

V

Hal.: 17

1 W  QV 2

V(volt)

Isi dengan Judul Halaman Terkait

Energi Listrik yang Tersimpan pada Kapasitor Sebuah kapasitor yang memiliki kapasitas C dihubungkan dengan tegangan V.

1 W  (CV)V 2 Karena Q = C.V, maka C

+

V

1 W  CV 2 2 Keterangan : Q = muatan listrik kapasitor ( Coulomb) C = Kapasitas kapasitor ( farad)

V = tegangan listrik antar keping kapasitor ( Volt) W = Energi listrik yang tersimpan pada kapasitor ( Joule ) Hal.: 18

Isi dengan Judul Halaman Terkait

9