Bab 5 Konduktor kapasitansi dan dielektrik Nama NIM
Bab 5 – Konduktor, kapasitansi dan dielektrik Nama NIM : Muhammad Shidqi Barin : 135060300111075 Mata Kuliah : Elektromagnetika Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Brawijaya
Cakupan materi �Kapasitor �Kapasitansi �Menghitung kapasitansi �Energi dalam kapasitor �Energi dalam medan listrik �Dielektrik
1. KAPASITOR
Beberapa jenis kapasitor
KAPASITOR Kapasitor terdiri dari susunan konduktor yang dapat menyimpan muatan / medan / energi potensial listrik. Kapasitor digunakan di banyak peralatan listrik seperti radio, komputer, sistem pengapian mobil, dst. Daya simpan muatan dalam kapasitor dinyatakan dengan KAPASITANSI Besarnya kapasitansi tergantung pada dimensi - geometri susunan konduktor
Kapasitor Suatu sistem dua konduktor, yang masing membawa muatan yang sama besarnya dikenal sebagai kapasitor e. g. 1: two metal spheres e. g. 2: two parallel sheets + Each conductor is called a plate +Q -Q
Kapasitansi
Kapasitansi Kapasistansi besaran untuk mengukur jumlah muatan yang tersimpan dalam kapasitor (disebut “kapasitansi”) Eskperimen menunjukkan bahwa muatan dalam kapasitor sebanding dengan beda potensial (voltage) antara dua lempeng Kita dapat menulis seperti ini Konstanta pembanding C disebut kapasitansi yang merupakan sifat dari kapasitor Membagi kedua sisi dengan DV kita melihat bahwa C diberikan oleh yaitu kapasitansi adalah muatan yang tersimpan per unit tegangan
Satuan SAtuan SI untuk kapsitansi adalah: CV-1 Ingat bahwa V sama dengan JC-1 jadi satuan sama dengan C 2 J-1 Satuan ini juga dikenal sebagai farad (after Michael Faraday) 1 F = 1 CV-1 (= 1 C 2 J-1)
Menghitung Kapasitansi
Kapasitansi Kapasitor keping (parallel plated) V E +Q + Never Ready -Q Intutively Semakin besar piring luas permukaan lebih dimana kapasitor dapat menyimpan muatan. C A Pindah piring bersama-sama Awalnya E adalah konstan ( tidak ada biaya yang bergerak ) sehingga V = Ed menurun , biaya mengalir dari baterai untuk meningkatkan V C 1/d
Kapasitansi Kapasitor keping V E +Q + Never Ready -Q Physically Sifat konduktor
KAPASITOR KEPING Gunakan hukum Gauss untuk menghitung besar medan di ruang antar keping
KAPASITOR SILINDER Gunakan hukum Gauss untuk menghitung besar medan di daerah a<r<b
KAPASITOR BOLA Gunakan hukum Gauss untuk mendapatkan E Di r<a E=0 Di daerah a<r<b Di r>b E = 0
Kapasitansi kapasitor bola
Susunan beberapa kapasitor
Kapasitor susunan paralel V 2 +Q 2 -Q 2 V 1 +Q 1 V + Never Ready -Q 1 Kapasitor susunan paralel
Kapasitor susunan paralel +Q 2 -Q 2 +Q 1 -Q 1 + Never Ready Cara lain melihat kapasitor susunan paralel
Kapasitor susunan Seri V 1 Kapasitor susunan seri +Q 2 -Q 1 V 2 V Never Ready + +Q 1 -Q 2
Susunan Kapasitor (Summary) 1. SUSUNAN PARALEL Beda potensial SAMA 2. SUSUNAN SERI Arus SAMA
DIELEKTRIK Dielektrik adalah suatu lempengan tipis yang diletakkan di antara kedua pelat kapasitor. Jika di antara keping + dan keping – diisi dengan bahan dielektrik (isolator), kuat medan listrik di antara keping akan menurun dan kapasitansi akan naik. Beberapa alasan penggunaan dielektrik adalah : Memungkinkan untuk aplikasi tegangan yang lebih tinggi (sehingga lebih banyak muatan). Memungkinkan untuk memasang pelat menjadi lebih dekat (membuat d lebih kecil). Memperbesar nilai kapasitansi C karena K>1.
Dengan adanya suatu lembaran isolator (“dielectric”) yang ditempatkan di antara kedua pelat, kapasitansi akan meningkat dengan faktor K, yang bergantung pada material di dalam lembaran. K disebut sebagai konstanta dielektrik dari material. Karenanya C = K 0 A / d secara umum adalah benar karena K bernilai 1 untuk vakum, dan mendekati 1 untuk udara. Kita juga dapat mendefinisikan = K 0 dan menuliskan C = A / d. disebut sebagai permitivitas dari material C = K 0 A / d dielectric
Penyimpanan Energi Listrik Energi listrik U yang tersimpan dalam kapasitor adalah: Ucapacitor = QV/2 = CV 2/2 = Q 2/2 C Bukan suatu kebetulan jika kita di sini menggunakan simbul U untuk energi yang disimpan. Ini adalah bentuk lain dari energi potensial. Gunakan ini dalam persamaan konservasi energi seperti bentuk energi yang lain! Dengan menguraikan persamaan di atas, kita dapat merumuskan kerapatan energi sebagai berikut: U = CV 2/2 = (1/2) ( 0 A/d)(E 2 d 2) = (1/2) ( 0 E 2)(Ad) u = kerapatan energi =energi/volume = (1/2) ( 0 E 2)
End of Section. . .
- Slides: 25