FISIKA SMA Listrik Statis Hukum Coulomb Medan Listrik

FISIKA SMA Listrik Statis • Hukum Coulomb • Medan Listrik • Menghitung Kuat Medan Listrik • Energi Potensial Listrik • Hubungan antara Gaya Coulomb, Kuat Medan, Energi Potensial dan Potensial • Kapasitor • Rangkaian Kapasitor • Energi Kapasitor Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Hukum Coulomb • Muatan Listrik • Permitivitas bahan (� ) • Gaya Coulomb • Gaya Elektrostatis pada Beberapa Muatan Listrik • Medan Listrik • Menghitung Kuat Medan Listrik • Energi Potensial Listrik • Kapasitor • Rangkaian Kapasitor • Energi Kapasitor Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Muatan Listrik adalah pembawa sifat kelistrikan suatu benda. Di dalam atom penyusun suatu benda terdapat 2 muatan listrik, yaitu proton (+) dan elektron (-) serta satu partikel yang tidak bermuatan yang disebut netron. Benda Netral : adalah benda yang jumlah elektron (-) dan proton (+) dalam atom-atom benda tersebut jumlahnya sama. Benda Bermuatan : adalah benda yang jumlah elektron (-) dan proton (+) dalam atom-atom benda tersebut jumlahnya tidak sama. Jika elektron (-) lebih sedikit dari proton (+), benda menjadi bermuatan positif. Jika elektron (-) lebih banyak dari proton (+), benda menjadi bermuatan negatif. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Memuati Benda yang netral dapat dibuat bermuatan dengan berbagai cara, misalnya saling digosokkan antara 2 benda yang berbeda. Atau dengan cara didekatkan ke benda lain yang sudah bermuatan (di induksi). Ebonit yang digosok-gosokkan dengan kain wool menyebabkan ebonit bermuatan negatif. Hal ini karena terjadi perpindahan elektron dari kain woll menuju ke ebonit, saat terjadi gesekan antara keduanya. Kaca yang digosok-gosokkan dengan kain sutera kering menyebabkan kaca bermuatan positif. Hal ini karena terjadi perpindahan elektron dari kaca ke kain sutera, saat terjadi gesekan antara keduanya. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Jumlah Muatan Jumlah muatan yang terdapat dalam sebuah benda diberi simbol besaran q atau Q, dan diberi satuan coulomb (C). Satuan lain yang lebih kecil adalah m. C (mili coulomb), � C (mikro coulomb), n. C (nano coulomb, p. C (pico coulomb). Satuan ini diambil dari nama Charles Augustin de Coulomb. QA QA = + 6 coulomb QB QB = - 12 coulomb Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Sifat Muatan Listrik Jika dua buah benda yang bermuatan saling didekatkan, keduanya akan saling mempengaruhi. Pengaruh ini dapat berupa tolakan atau tarikan satu sama lain. Benda yang bermuatan sejenis jika didekatkan akan saling tolak-menolak. . Benda yang bermuatan tidak sejenis jika didekatkan akan saling tarik-menarik Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Gaya Coulomb Menurut Charles Agustin de Coulomb, : Besarnya gaya tolak-menolak atau tarik-menarik antara 2 buah benda bermuatan, sebanding dengan muatan masing-masing benda dan r berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai: Dengan k adalah konstanta yang nilainya tergantung dari medium di antara kedua benda. q 1 q 2 Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Gaya Coulomb (benda dalam vakum ) q 1 q 2 r Persamaan gaya coulomb: Sering dituliskan dalam bentuk lain: Ruang Hampa � dengan o adalah permitivitas ruang hampa (8, 85. 10 -12 C 2 N-1 m-2) � Jika dihitung akan didapat Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Gaya Coulomb q 1 q 2 Untuk benda dalam ruang hampa, berlaku : r Maka, jika benda berada dalam medium tertentu, berlaku : Bahan tertentu � dengan bahan adalah permitivitas medium. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Permitivitas Relatif ( r) Jika gaya coulomb dalam vakum dibandingkan dengan gaya coulomb dalam bahan, akan diperoleh : Nilai ini disebut permitivitas relatif bahan terhadap vakum. Atau: Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Arah Gaya Coulomb juga termasuk besaran vektor, sehingga arahnya tertentu. Jika benda A bermuatan positif (+) dan benda B bermuatan negatif (-), maka A tertarik ke arah B dan B tertarik ke arah A dengan gaya yang sama besar tetapi arahnya berlawanan. Berlaku : FB, A A positif FA, B Awal B negatif Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Gaya Coulomb oleh Beberapa Muatan Jika terdapat lebih dari 2 muatan, maka total gaya coulomb yang dialami oleh salah satu benda harus dihitung secara vektor. Hal ini karena arah gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing benda mungkin berbeda. r. AC r. AB FA, C r. BC FC, B FA, B FB, A A positif FC, A FB, C C pozitif B negatif Resultan gaya yang dialami oleh A adalah FA = FA, B – FA, C. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA FA, C FA, B A positif Perhatikan arah vektor Gaya Coulomb tersebut! Jika berlawanan, maka Ftotal sama dengan selisih kedua vektor. Tapi bila searah, Ftotal sama dengan jumlah kedua vektor. Dan jika membentuk sudut tertentu, carilah Ftotal dengan menggunakan Rumus Cosinus. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA FB, A B negatif FB, C Perhatikan arah vektor Gaya Coulomb tersebut! Jika berlawanan, maka Ftotal sama dengan selisih kedua vektor. Tapi bila searah, Ftotal sama dengan jumlah kedua vektor. Dan jika membentuk sudut tertentu, carilah Ftotal dengan menggunakan Rumus Cosinus. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA FC, B FC, A C pozitif Perhatikan arah vektor Gaya Coulomb tersebut! Jika berlawanan, maka Ftotal sama dengan selisih kedua vektor. Tapi bila searah, Ftotal sama dengan jumlah kedua vektor. Dan jika membentuk sudut tertentu, carilah Ftotal dengan menggunakan Rumus Cosinus. Awal Mundur Kembali Maju Akhir Latihan

FISIKA SMA Medan Listrik • Hukum Coulomb • Medan Listrik • Kuat Medan Listrik • Garis Medan Listrik • Menghitung Kuat Medan Listrik • Energi Potensial Listrik • Kapasitor • Rangkaian Kapasitor • Energi Kapasitor Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kuat Medan Listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik, yang masih dipengaruhi gaya Coulomb dari benda tersebut. Tentunya pengaruh ini hanya dirasakan oleh benda yang juga pengaruh bermuatangaya listrik. Besarnya coulomb untuk setiap satuan muatan positif disebut kuat medan listrik. Kuat medan listrik diberi simbol besaran E, dan satuannya newton/coulomb (N/C). Jadi secara matematis: Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Garis Medan Listrik adalah tidak dapat dilihat, tetapi pengaruhnya benar-benar ada. Hal ini mirip dengan pengaruh oleh magnet, yang nanti akan dibahas tersendiri. Untuk menggambarkan keberadaan medan listrik ini, dilukiskan dengan garis-garis berarah yang di namakan garis medan liustrik. Sifat Garis Medan Listrik: 1. Berasal dari muatan positif dan berakhir di muatan negatif. 2. Tidak saling berpotongan. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Arah Vektor Medan Listrik Seperti halnya gaya elektrostatis (gaya coulomb), kuat medan listrik juga merupakan besaran vektor. Sehingga arah medan listrik sangat ditentukan oleh sumber medan listrik tersebut. Garis medan oleh muatan negatif Awal Garis medan oleh muatan positif Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kuat Medan Listrik • Hukum Coulomb • Medan Listrik • Menghitung Kuat Medan Listrik • Flux Listrik • Hukum Gauss • Kuat Medan Listrik di Sekitar Bola Bermuatan • Kuat Medan Listrik di Sekitar Pelat Bermuatan • Kuat Medan Listrik di antara Dua Pelat Sejajar • Energi Potensial Listrik • Kapasitor • Rangkaian Kapasitor • Energi Kapasitor Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Flux Listrik E A N E Flux Listrik ( ) adalah jumlah garis medan listrik yang menembus suatu luasan secara tegak lurus. Flux Listrik ( ) adalah besaran skalar, padahal kuat medan (E) dan luasan (A) adalah vektor. Jadi flux listrik ( ) diperoleh dengan cara perkalian titik (dot product) antara E dan A. Satuan adalah N C-1 m 2 disebut weber (Wb) A Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA N Jika E sejajar A, maka = 90 o. Sehingga : E A E N Jika E tegak lurusr A, maka = 0 o. Sehingga : A Awal Mundur Kembali Maju Akhir

normal FISIKA SMA Hukum Gauss Dari konsep jumlah garis medan tersebut Gauss mengemukakan teori sbb: “Jumlah garis-garis medan listrik yang menembus suatu permukaan tertutup, sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi permukaan tersebut. ” +Q Secara matematis dituliskan: Permukaan Gauss Jika persamaan ini dijabarkan akan diperoleh: Awal Mundur Kembali Maju Akhir E

FISIKA SMA Hukum Gauss Yang tidak lain adalah persamaan kuat medan listrik. Dengan persamaan ini, kita dapat menentukan kuat medan listrik di dalam benda berbentuk bola atau benda berbentuk pelat sejajar. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kuat Medan Listrik di Sekitar Bola Bermuatan + + + r<R + + + r>R + + + Awal + + Mundur Kembali Jika bola berongga dimuati, maka muatan listrik tersebut akan tersebar merata di permukaan bola. Jadi tidak ada muatan di dalam bola. Hal ini karena muatan sejenis berusaha saling menjauh (tolak-menolak) satu sama lain, sehingga muatan berada sejauhnya satu dgn yg lain, yaitu di permukaan bola. Maju Akhir

FISIKA SMA Kuat Medan di dalam Bola. Karena tidak ada muatan di dalam bola (q = 0), maka: + + + r<R + + + r>R + + + Awal + + Jadi kuat medan (E) di dalam bola berongga adalah NOL. Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Muatan tersebar di permukaan bola, jadi q ≠ 0 Kuat Medan di permukaan Bola. + + + r<R + + + r>R + + + Jadi kuat medan (E) di permukaan bola berjari-jari R adalah Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kuat Medan di luar Bola. + + + r<R + + r>R Untuk titik di luar bola, bisa dianggap menghitung E terhadap muatan sejauh r > R. R + + + Jadi kuat medan (E) di luar bola pada jarak r dari pusat bola adalah Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kurva Kuat Medan Bola Bermuatan Di dalam Bola E ER Di Permukaan Bola Di luar Bola 0 R Kurva Medan Listrik pd Bola Konduktor Bermuatan mmanuel Saptono - SMA YPK Bontang Awal r Mundur Kembali Pada Bola konduktor bermuatan, kuat medan di dalam bola adalah nol (sesuai dgn Hk Gauss, didalam bola tidak ada muatan) Kuat Medan paling besar terdapat di permukaan bola. Di Luar Bola, kuat medannya mengecil secara kuadratis. Maju Akhir

FISIKA SMA Kuat Medan di Sekitar Pelat Bermuatan Untuk Pelat Bermuatan, dengan kerapatan muatan � , dimana = q/A, + E sesuai dengan hukum Gauss: E Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kuat Medan di Sekitar Pelat Bermuatan Untuk setiap sisi, q adalah : + E E Uuntuk kedua sisi adalah : Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kuat Medan di Sekitar Pelat Bermuatan Jadi kuat medan di sekitar sebuah pelat yg bermuatan adalah + E E Dimana : Adalah kerapatan muatan (C m-2) Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kuat Medan di Antara Pelat Bermuatan + - +E Kuat medan E di antara pelat saling memperkuat, karena arahnya sama. -E Saling menguatkan Saling menghilangkan (arahnya sama) (arahnya berlawanan) Awal Mundur Kembali Dan kuat medan di luar pelat sama dengan nol, karena saling menghilangkan. Maju Akhir

FISIKA SMA Kurva Kuat Medan Pada Pelat Bermuatan E Di Antara Keping Ed Di permukaan Keping Di Luar Keping Kuat Medan Listrik di antara kedua keping adalah homogen, jadi kuat medannya sama di mana-mana. Kuat Medan Listrik di permukaan keping sama dengan di dalam keping. 0 d r Kuat Medan Pada Keping Sejajar Awal Mundur Kembali Kuat Medan Listrik di luar keping adalah nol, karena medan listrik dari keping 1 saling mediadakan dengan medan listrik dari keping 2. Maju Akhir Latihan

FISIKA SMA Energi Potensial • Hukum Coulomb Listrik • Medan Listrik • Menghitung Kuat Medan Listrik • Energi Potensial Listrik • Usaha Pemindahan Muatan • Energi Potensial Listrik • Potensial Bola Konduktor Bermuatan • Potensial Keping Seajajar • Kapasitor • Rangkaian Kapasitor • Energi Kapasitor Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Usaha Pemindahan Muatan Apabila sebuah benda A bermuatan berada di dalam medan listrik suatu benda lain B, maka benda A tersebut mengalami gaya elektrostatis dari benda B. Sehingga untuk memindahkan benda A ke tempat lain dalam wilayah medan benda B diperlukan usaha (� W) Awal Mundur Kembali q Q B Maju Akhir A

FISIKA SMA Usaha Pemindahan Muatan Besarnya usaha untuk memindahkan muatan ini tidak tergantung pada lintasan yang ditempuh, tetapi hanya ditentukan oleh keadaan awal dan akhir saja. yang bersifat Suatu medan seperti ini disebut medan konservatif. Jadi usaha untuk memindahkan muatan q dalam wilayah medan listrik Q, hanya ditentukan oleh r 1 dan r 2 saja. Berapakah usaha yang diperlukan ini? Awal Mundur Kembali r 1 Q r 2 Maju Akhir q

FISIKA SMA Usaha Pemindahan Muatan Besarnya usaha ini adalah: r 1 Q r 2 Awal Mundur Kembali Maju Akhir q

FISIKA SMA Energi Potensial Listrik Usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan dalam suatu medan listrik adalah sama dengan perubahan energi potensial listrik (EP). Jadi dapat dituliskan: Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Energi Potensial Mutlak Jika mula-mula muatan berada pada jarak jauh tak terhingga (r maka EP = EP 2, karena EP 1 = 0. Nilai energi potensial ini disebut energi potensial mutlak. Awal Mundur Kembali Maju Akhir 1 = ),

FISIKA SMA Energi Potensial Listrik Total Tidak seperti Gaya Coulomb dan Kuat Medan Listrik yang termasuk besaran vektor, energi potensial adalah besaran skalar. Dan satuannya tentu saja adalah joule (J). Jadi jika terdapat beberapa sumber medan listrik, maka energi potential total untuk suatu muatan dalam medan listrik tersebut dijumlahkan secara aljabar biasa. Jika muatannya negatif (-) jangan lupa memasukkan tanda negatif ini !! Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Potensial Listrik Usaha untuk memindahkan satuan muatan positif dalam wilayah medan listrik suatu benda (dari r 1 ke r 2)didefinisikan sebagai beda potensial listrik antara kedua titik tersebut. r 1 Q r 2 Beda potensial diberi simbol � V dan diberi satuan volt (V). Berapakah besarnnya V ini? Awal Mundur Kembali Maju Akhir +1

FISIKA SMA Beda Potensial Listrik +1 r 1 Q r 2 Dalam istilah sehari-hari, beda potensial listrik biasa disebut dengan tegangan listrik. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Beda Potensial Listrik Jangan keliru !!! Yang dimaksud dengan tegangan listrik bukanlah potensial listrik tetapi beda potensial listrik. Potensial lsitrik tidak dapat diukur, sedangkan beda potensial listrik dapat diukur, yaitu dengan voltmeter. Awal Mundur Kembali q r 1 Q r 2 Maju Akhir

r 1 = FISIKA SMA Potensial Mutlak Jika muatan uji mula-mula berada di jauh tak terhingga, maka potensial akhirnya disebut potensial mutlak. Q r 2 Jadi persamaan potensial mutlak adalah Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Potensial Listrik Total Q 1 Q 2 Q 3 1+ QN Seperti halnya energi potensial listrik, potensial listrik juga merupakan besaran skalar. Jadi untuk lebih dari 1 sumber muatan, potensial totalnya dijumlah secara aljabar biasa. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Bidang Equipotensial / Ekipotensial Bidang Equipotensial adalah suatu bidang yang menghubungkan titik yang memiliki potensial sama. Jadi bedan potensial antara titik-titik ini adalah nol. Untuk memindahkan muatan antara titik-titik pada bidang equipotnesial ini tidak diperlukan usaha. Ingat : W = q V. r 1 Q r 2 Jadi misalnya titik A dan B adalah titik-titik pada bidang equipotensial, maka usaha untuk memindahkan muatan dari A ke B adalah nol. Awal Mundur Kembali q Maju Akhir B q A

FISIKA SMA Hubungan Antar Rumus Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Hubungan Antar Rumus Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Pengingat !! Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Potensial Listrik Bola Bermuatan + + + r<R Dalam bola Luar bola + + + r>R + + + Awal + + Permukaan bola Potensial listrik pada bola konduktor (berongga) bermuatan dapat dihitung dengan menghitung usaha untuk memindahkan muatan di dalam dan di sekitar bola tersebut. Harus diingat selalu, bahwa muatan listrik terkumpul hanya di permukaan saja. Di dalam bola tidak terdapat muatan. Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Potensial Listrik di Dalam Bola Bermuatan + + + r<R Dalam bola Luar bola + + + r>R + + + + Kuat medan E di dalam bola adalah nol (diperoleh dari Hukum Gauss). Sehingga W=0 Padahal W = q V. Jadi: + Permukaan bola Yang artinya potensial di dalam bola, sama dengan potensial di permukaan bola Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Potensial Listrik di Permukaan Bola + + + r<R Dalam bola Luar bola + Potensial Listrik di permukaan bola sama dengan potensial listrik di dalam bola, yaitu sebesar: + + r>R + + + Awal + + Permukaan bola Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Potensial Listrik di Luar Bola + + + r<R Dalam bola Luar bola + + + r>R + + + Awal Potensial listrik di luar bola dapat dihitung dengan menganggap bola sebagai muatan titik. Jadi + + Permukaan bola Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kurve Tegangan Listrik Bola Bermuatan Di Dalam Bola V VR Di permukaan Bola Di Luar Bola 0 R r Beda Potensial Pada Bola Bermuatan Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Beda Potensial Listrik Keping Sejajar - + + + Potensial listrik pada keping sejajar dapat dihitung dengan menghubungkannya dengan kuat medan listriknya. Berlaku persamaan: A B d Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Beda Potensial Listrik Keping Sejajar - + + + Jika titik A (keping negatif) dijadikan sebagai acuan (r=0), maka tegangan titik A terhadap titik A sendiri adalah Dan tegangan titik B terhadap titik A adalah A B d Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Beda Potensial Listrik Keping Sejajar + + + C + + A B d Awal Tegangan di tengah-tengah keping Makin jauh dari keping negatif (acuan) tegangannya semakin besar. Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Beda Potensial Listrik di Luar Keping - + + + Tegangan di luar keping adalah sama dimana-mana karena sama dengan mengukur tegangan dengan probe voltmeter di”sentuhkan” pada keping B dan keping A. Jadi, daerah di luar keping tegangannya adalah A B d Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kurve Tegangan Listrik Pada Keping Sejajar Di Antara Keping V Di Luar Keping Vd Di permukaan Keping 0 d r Beda Potensial Pada Keping Sejajar Awal Mundur Kembali Maju Akhir Latihan

FISIKA SMA Kapasitor • Hukum Coulomb • Medan Listrik • Menghitung Kuat Medan Listrik • Energi Potensial Listrik • Kapasitor • Pengertian Kapasitor dan Kapasitas Kapasitor • Kapasitas Bola Konduktor • Kapasitas dan Potensial Gabungan • Kapasitas Lempeng Sejajar • Jenis Kapasitor dan simbolnya • Rangkaian Kapasitor • Energi Kapasitor Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Pengertian. Kapasitor adalah suatu benda yang mempunyai kapasitas (kapasitas penyimpan). Dalam hal ini yang disimpan adalah muatan listrik. Jadi Kapasitor adalah benda yang dapat menyimpan muatan listrik. Kemampuan dalam menyimpan muatan listrik disebut kapasitas atau kapasitansi. Kapasitansi diberi simbol besaran dengan huruf C dan diberi satuan farad (F). Satuan yang lain adalah m. F (mili farad), � F (mikro farad), m. F (mili farad), n. F (nano farad) dan p. F (piko farad). Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Memuati Kapasitor Kita dapat menyimpan muatan listrik dalam kapasitor dengan cara memuatinya. Yaitu dengan menghubungkan kapasitor tersebut dengan sumber tegangan (sumber beda potensial). Sehingga akan terdapat beda potensial antara kapasitor dengan suatu acuan (misalnya bumi). Atau jika kapasitornya memiliki 2 kaki, akan terjadi beda potensial antara kedua kaki kapasitor tersebut. Jadi muatan yang tersimpan dalam kapasitor sangat ditentukan oleh : kapasitas kapasitor dan beda potensial. Secara matematis: Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Memuati Kapasitor Tapi harus diingat bahwa bukan C yang tergantung pada Q dan V, tetapi Q yang tergantung pada C dan V. Maka persamaan kapasitansi dituliskan saja dengan bentuk: Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Bentuk dasar Kapasitor Bentuk kapasitor ada bermacam-macam, misalnya bentuk bola dan keping sejajar. Kapasitor Keping Sejajar. Kapasitor Bola. R Awal - isolator Mundur Kembali Maju + + + Akhir

FISIKA SMA Kapasitas. Kapasitor Telah disebutkan di depan, bahwa kapasitas suatu kapasitor tidak ditentukan oleh muatan dan beda potensial. Kapasitas kapasitor ditentukan oleh ukuran fisik dari kapasitor tersebut. Semakin besar ukuran fisiknya, kapasitasnya akan makin besar. Jadi untuk kapasitor bola, kapasitasnya ditentukan oleh jari-jari bola (R). Dan untuk kapasitor keping sejajar ditentukan olah luas permukaan keping (A) dan jarak antara kedua keping (d). Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kapasitas Bola Konduktor Bola konduktor yang berjari-jari R jika dimuati sehingga beda potensialnya V, akan menyimpan muatan sebanyak Q. Besarnya potensial V adalah : Maka kapasitas kapasitor bola dapat dihitung, sbb: Sangat jelas bahwa C sangat dipengaruhi oleh R. Semakin besar bolanya (R makin besar) kapisitas C juga semakin besar. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kapasitas dan Potensial Jika dua buah kapasitor bola konduktor digabungkan (dihubungkan) Gabungan dengan kawat penghantar (atau disentuhkan satu sama lain), akan terjadi perpindahan muatan dari bola yang satu ke bola yang lain sampai potensial kedua bola menjadi sama. Misalnya kapasitas bola pertama C 1 dengan jari-jari R 1 dan kapasitas bola kedua C 2 dengan jari-jari R 2. Jika keduanya digabungkan, akan didapatkan kapasitor dengan kapasitas simpan yang lebih besar, Cgabungan. Berapa besar kapasitas gabungan ini? Awal Mundur Kembali + ++ + + + + + + konduktor C 1 Maju - Akhir C 2

FISIKA SMA Kapasitas dan Potensial Gabungan Setelah terjadi perpindahan muatan, dan potensialnya sama (Vgabungan). Muatan listrik tidak dapat hilang, berlaku Hukum Kekekalan Jumlah Muatan sbb : ”Jumlah muatan sebelum digabung sama dengan jumlah muatan setelah digabung. ” Secara matematis: Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kapasitas dan Potensial Gabungan Dan besarnya kapasitas gabungan (Cgabungan) adalah: Jadi: Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kapasitas Lempeng Sejajar (Keping Sejajar) ditentukan juga oleh ukuran fisik kapasitor tersebut, yaitu luas permukaan keping (A) dan jarak antar kedua kepingnya (d). Serta bahan yang berada di antara kedua keping, yang disebut bahan dielektrikum. d ka to d a - - + - + +A - + + katoda + + + an + + + - dielektrikum + + anoda + + od Awal a Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kapasitas Lempeng Sejajar Kapasitor keping sejajar terdirib dari 2 buah keping konduktor sejajar yang terpisah sejauh d dan disisipkan bahan dielektrikum (isolator) di antara kedua keping. d ka to d a - - + - + +A - + + katoda + + + an + + + - dielektrikum + + anoda + + od Awal a Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kapasitas Lempeng Sejajar Kedua keping kapasitor dimuati sama besar tetapi berlainan jenis. Jadi muatannya +Q dan –Q. Jika luas permukaan keping adalah A, maka rapat muatan pada keping adalah : -� +� + + + - dielektrikum + + anoda katoda -+ + Dari persamaan Gauss, sudah didapatkan bahwa: d Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kapasitas Lempeng Sejajar Yang dapat dituliskan untuk Q adalah -� +� Padahal : + + + - dielektrikum + + anoda katoda -+ + Jadi : d Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kapasitas Lempeng Sejajar Sehingga kapasitas kapasitor keping sejajar adalah -� +� + + + - dielektrikum + + anoda katoda -+ + d Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kapasitas Lempeng Sejajar Dapat disimpulkan dari persamaan -� +� + + + - dielektrikum + + anoda katoda -+ + Bahwa kapasitas kapasitor keping sejajar: • Sebanding dengan luas keping (A) • Berbanding terbalik dengan jarak antar keping (d) • Sebanding dengan tetapan dielektrikum bahan di antara keping ( ) d Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Kapasitas Lempeng Sejajar Jika di antara keping disisipkan bahan dielektrik dengan permitivitas relatif � r maka kapasitasnya menjadi: - + + + - dielektrikum + + anoda katoda -+ + d Awal Kapasitor keping sejajar dapat diubah-ubah kapasitasnya dengan mudah, yaitu dengan mengubah jarak antar keping atau mengubah luas keping yang saling berpotongan. Maka dibuatlah kapasitor yang kapasitasnya dapat berubah-ubah yang disebut dengan variabel kapasitor (varicap). Atau disebut juga varco (variabel condensator) karena nama lain dari kapasitor adalah kondensator yang artinya pengumpul muatan. Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Permitivitas ( ) Permitivitas bahan dielektrikum dapat diturunkan pengertiannya dari persamaan kapasitor berikut: Yang dapat dituliskan dalam bentuk lain: R Jika dituliskan satuannya untuk adalah Yang mrnyatakan jumlah muatan (C) yang dapat ditampung medium untuk setiap satuan tegangan setiap satuan panjang. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Jenis-jenis Kapasitor Menurut jenis bahan dielektrik yang diselipkan di antara keping, dapat dibuat macam-macam kapasitor. Diantaranya adalah kapasitor kertas, kapsitor keramik, kapasitor mika dan kapasitor elektrolit. -� +� katoda + + + - dielektrikum + + anoda + + Simbol Kapasitor dalam rangkaian elektronik disimbolkan dengan gambar: - + d Polar Non polar Awal Mundur Kembali Maju Akhir Varicap

FISIKA SMA Rangkaian Kapasitor • Hukum Coulomb • Medan Listrik • Menghitung Kuat Medan Listrik • Energi Potensial Listrik • Kapasitor • Rangkaian Kapasitor Seri • Rangkaian Kapasitor Paralel • Rangkaian Kapasitor Seri – Paralel (Campuran) • Energi Kapasitor Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Rangkaian Kapasitor Seri Untuk keperluan tertentu, kadangkala diperlukan kapasitor yang nilai kapasitasnya tidak sesuai dengan kapasitas yang ada. Maka beberapa kapasitor dapat dirangkai menjadi satu untuk mendapatkan nilai kapasitas yang dikehendaki. Rangkaian dapat secara Seri, Paralel atau Campuran. Rangkaian kapasitor seri adalah rangkaian yang tidak bercabang. Pada rangkaian seri berlaku tegangan total sama dengan jumlah tegangan masing-masing kapasitor. + A - + - C 2, V 2 Awal Jadi berlaku: - C B C 1, V 1 + D C 3 , V 3 Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Rangkaian Kapasitor Seri + - + C B A C 1, V 1 - + C 2, V 2 D Sehingga untuk VAD dapat ditulis menjadi: C 3 , V 3 - + A D Padahal untuk kapasitor berlaku hubungan antara Q, V dan C, sbb: Cs, VAD Untuk rangkaian seri berlaku : Awal Perhatikan bahwa kutub negatif (-) dari C 1 bertemu dengan kutub positif (+) dari C 2. Demikian juga kutub negatif (-) dari C 2 bertemu dengan kutub positif (+) dari C 3. Satu sama lain saling menetralkan. Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Rangkaian Kapasitor Seri + - C 1, V 1 C 2, V 2 D C 3 , V 3 - + A - C B A + Maka : D Cs, VAD Muatan total yang tersimpan dalam susunan kapasitor Qtotal adalah sama pada semua kapasitor. Awal Jadi kapasitas gabungannya menjadi makin kecil. Bisa dibayangkan bahwa kapasitas yang disusun seri, seumpama kapasitor yang jarak antar kepingnya dijauhkan ( d , diperbesar). Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Rangkaian Kapasitor Paralel Kapasitor yang dirangkai paralel (bercabang) berlaku ketentuan tegangan tiap kapasitor sama dengan tegangan gabungan. Karena kaki-kaki tiap kapasitor terhubung ke titik yang sama. Ingat kembali tentang kapasitor bola yang digabung. + - Berlaku: C 1, V 1 A + - B Padahal: C 2, V 2 C 3 , V 3 A Maka + - + Cp, VAB B Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Rangkaian Kapasitor Paralel + C 1, V 1 A + B - Ingatlah, bahwa kapasitas kapasitor keping sejajar adalah : C 2, V 2 C 3 , V 3 A + - + Cp, VAB Awal Jadi pada rangkaian kapasitor paralel, seolah-olah seperti mengganti kapasitor tersebut dengan luas permukaan keping yang diperbesar. B Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Rangkaian Kapasitor Campuran Untuk kapasitor yang dirangkai campuran (ada seri dan paralel), diselesaikan dengan menyederhanan rangkaian yang dapat disederhanakan lebih dulu. - + A C 1 - + C 2 C + A + Ctotal - Cs C 3 Awal - + B C - C 3 Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Rangkaian Kapasitor Campuran Untuk kapasitor yang dirangkai campuran (ada seri dan paralel), diselesaikan dengan menyederhanan rangkaian yang dapat disederhanakan lebih dulu. - + A C 1 B + - A C - + C Ctotal C 2 + - + C A Cp Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Energi Kapasitor • Hukum Coulomb • Medan Listrik • Menghitung Kuat Medan Listrik • Energi Potensial Listrik • Kapasitor • Rangkaian Kapasitor • Energi yang tersimpan dalam kapasitor Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Energi dalam Kapasitor dapat menyimpan muatan. Semakin besar muatan yang tersimpan dalam kapasitor, akan semakin besar pula kemampuan kapasitor untuk mengeluarkan muatan tersebut. Hal ini mengakibatkan, kapasitor memiliki energi. Yaitu energi potensial (EP). Dan besarnya energi kapasitor ini ditentukan oleh jumlah muatan sebagai akibat perubahan potensial pada keping kapasitor. Energi kapasitor dapat dihitung dengan cara mengintegralkan Q sebagai fungsi dari V. Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Energi dalam Kapasitor Karene Q = CV, maka: Awal Mundur Kembali Maju Akhir

FISIKA SMA Energi dalam Kapasitor Dapat juga dituliskan dalam bentuk lain: Awal Mundur Kembali Selesai Maju Akhir