POTENSIAL LISTRIK KAPASITOR Jurusan Teknik Mesin Universitas Riau

POTENSIAL LISTRIK & KAPASITOR Jurusan Teknik Mesin Universitas Riau 2010

POTENSIAL LISTRIK Energi Potensial listrik Energi yang diperlukan untuk memindahkan Sebuah muatan ( “ melawan gaya listrik” ) Potensial Listrik Energi potensial per satuan muatan yang bisa di ukur adalah beda potensial Satuan Energi potensial Joule Satuan beda potensial Volt

Energi Potensial Listrik + q r q’ Sebuah muatan uji q’ diletakkan di dekat muatan sumber q, maka energi potensial yang dimiliki oleh muatan uji q’ adalah

Usaha untuk memindahkan muatan listrik Usaha yang diperlukan untuk memindahkan sebuah muatan uji q’ dari a ke b yang dipengaruhi oleh muatan sumber q adalah + q ra rb b a

Potensial listrik oleh muatan titik Bila kuat medan merupakan besaran vektor, maka potensial listrik merupakan besaran skalar. Muatan positif akan menghasilkan potensial positif di sekitarnya, sedangkan muatan negatif akan menghasilkan potensial negatif. + q r. A A q r. B B

Sedangkan potensial listrik pada satu titik karena pengaruh beberapa muatan listrik merupakan jumlah aljabar dari masing 2 muatan.

Y P q 2 Tentukan potensial listrik pada titik pengamatan P Yang berada posisi r ? ? q 1 i) Jarak muatan q 1 ke titik P: ii) Jarak muatan q 2 ke titik P: iii) Jarak muatan q 3 ke titik P: X i) q 3 Potensial yang dihasilkan muatan q 1 ii) Potensial yang dihasilkan muatan q 2 iii) Potensial yang dihasilkan muatan q 3

KAPASITOR ü ü ü ü Kapasitansi kapasitor Kapasitor pelat sejajar Memperbesar kapasitansi kapasitor Kapasitor satu bola konduktor Kapasitansi dua bola konduktor konsentris Kapasitor dua silindris konsentris Kapasitor variable Rangkaian kapasitor

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.

Kegunaan Kapasitor Untuk menghindari terjadinya loncatan listrik pada rangkaian 2 yang mengandung kumparan bila tiba 2 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 Kapasitor Bila luas masing 2 keping A, A E maka : + - + - +q d Tegangan antara kedua keping : -q Jadi kapasitas kapasitor untuk ruang hampa adalah :

Bila di dalamnya diisi bahan lain yang mempunyai konstanta dielektrik K, maka kapasitasnya menjadi Hubungan antara C 0 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 perbandingan 2 yang tetap saja. Artinya meskipun harga Q diubah 2, harga C tetap.

5. 2 Hubungan Kapasitor a. Hubungan Seri Kapasitor yang dihubungkan seri akan mempunyai muatan yang sama.

b. Hubungan Paralel Kapasitor yang dihubungkan paralel, tegangan antara ujung 2 kapasitor adalah sama, sebesar V.

5. 4 Energi Kapasitor Sesuai dengan fungsinya, maka kapasitor yang mempunyai kapasitas besar akan dapat menyimpan energi yang lebih besar pula. Persamaannya :

Contoh : 1. Tentukan kapasitas kapasitor yang mempunyai luas keping 1 cm 2 dan jarak antara kepingnya 0, 2 cm, bila muatan masing 2 keping sebesar 5 μC dan ε 0 = 8, 85 x 10 -12 C 2/Nm 2 dan diantara medium ada bahan dengan konstanta dielektrik 2. 2. Suatu kapasitor keping sejenis mempunyai kapasitas 5 μF, jika ruang diantara keping 2 berisi udara. Jika ruang tersebut diisi porselin, kapasitasnya 30 μF. Berapakah konstanta dielektrik porselin ? 3. Suatu kapasitor berisi udara, tegangannya V 0. 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, C 1 = 1 μF, C 2 = 2 μF, C 3 = 3 μF dihubungkan dengan sumber tegangan 12 V. Tentukanlah (a) Kapasitas gabungannya, (b) muatan masing 2 kapasitor. 5. Terdapat suatu rangkaian dengan 5 buah kapasitor yang sama besarnya. Tentukan kapasitas antara titik K dan M. 6. Jika sebuah kapasitor yang berkapasitas 10 μF mempunyai energi listrik sebesar 1 Joule, maka berapakah tegangannya ?