» Fisika Dasar » Penyimpanan energi listrik di dalam kapasitorMateri Penyimpanan energi listrik di dalam kapasitorKapasitor tersusun dari dua pelat/lembar konduktor dan di antara kedua konduktor tersebut terdapat dielektrik. Pada mulanya kedua konduktor tidak bermuatan listrik. Agar kapasitor berfungsi maka masing-masing pelat/lembar konduktor harus bermuatan listrik, di mana jumlah muatan listrik pada masing-masing konduktor sama besar tetapi berbeda jenis. Misalkan salah satu konduktor bermuatan Q = +10 Coulomb maka konduktor lainnya bermuatan Q = -10 Coulomb. Adanya muatan listrik yang sama besar tetapi berlawanan jenis pada kedua konduktor menimbulkan medan listrik di antara kedua pelat konduktor, di mana arah medan listrik adalah dari muatan positif ke muatan negatif. Selain itu, timbul juga beda potensial listrik di antara kedua konduktor tersebut, di mana konduktor bermuatan positif mempunyai potensial listrik lebih tinggi sedangkan konduktor bermuatan negatif mempunyai potensial listrik lebih kedua konduktor bermuatan listrik maka kedua konduktor dihubungkan ke sumber listrik, misalnya baterai atau sumber listrik lainnya. Pada mulanya kedua konduktor bersifat netral di mana jumlah elektron yang bermuatan negatif dan proton yang bermuatan positif sama besar. Selanjutnya elektron-elektron dipindahkan dari sebuah konduktor ke konduktor lainnya sehingga konduktor yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan konduktor yang menerima elektron menjadi bermuatan negatif. Jumlah elektron yang dipindahkan sama dengan jumlah elektron yang diterima sehingga masing-masing konduktor mempunyai muatan listrik yang sama besar. Perlu diketahui bahwa ketika kapasitor dihubungkan ke baterai maka baterai berperan memindahkan elektron-elektron dari satu konduktor ke konduktor satu konduktor dihubungkan ke kutub negatif dan konduktor lainnya dihubungkan ke kutub positif. Adanya beda potensial listrik V antara kedua kutub baterai menyebabkan terjadi perpindahan elektron q dari salah satu konduktor ke konduktor lain. Perpindahan elektron terhenti setelah beda potensial antara kedua konduktor sama dengan beda potensial baterai. Pada mulanya ketika konduktor belum bermuatan listrik, tidak diperlukan kerja untuk memindahkan elektron. Setelah ada muatan listrik pada masing-masing konduktor, diperlukan kerja untuk memindahkan elektron. Semakin besar muatan listrik pada masing-masing konduktor, semakin besar kerja untuk memindahkan elektron karena adanya gaya tolak menolak antara elektron dari satu konduktor ke konduktor lain tidak terjadi serentak tetapi bertahap sehingga tegangan listrik antara kedua konduktor juga meningkat secara bertahap. Jadi untuk menghitung kerja W total selama perpindahan elekton, digunakan nilai tegangan rata-rata V/2. Jadi usaha yang dilakukan untuk memindahkan elektron adalah W = Q V/2 = 1/2 Q V. Karena kerja untuk memindahkan elektron berubah menjadi energi potensial listrik yang tersimpan pada kapasitor maka energi potensial listrik yang tersimpan pada kapasitor adalah EP = 1/2 Q V. Karena Q = C V maka rumus EP = 1/2 Q V dapat diubah menjadi EP = 1/2 Q V = 1/2 C VV = 1/2 C V2 dan EP = 1/2 Q V = 1/2 QQ/C = 1/2 Q2/C. Keterangan Q = muatan listrik, C = kapasitansi, V = tegangan proses pengisian muatan, ketika masing-masing konduktor mulai bermuatan listrik maka di antara kedua pelat/lembar konduktor juga timbul medan listrik. Jadi usaha yang dilakukan selain menjadikan konduktor bermuatan listrik, juga secara tidak langsung menghadirkan medan listrik di antara kedua pelat/lembar konduktor. Karena usaha berubah menjadi energi potensial listrik yang tersimpan pada kapasitor, maka dapat dianggap energi itu tersimpan di dalam medan rumus berikut ini untuk membuktikan secara matematis keterkaitan antara energi potensial listrik dengan medan tulisan berjudul kapasitor keping sejajar telah diturunkan rumus C = A εo/s dan pada tulisan berjudul potensial listrik telah dinyatakan rumus V = E s. Sebelumnya telah diturunkan rumus energi potensial listrik yang tersimpan pada kapasitor yakni EP = 1/2 C rumus EP = energi potensial listrik, A = luas permukaan, s = jarak, A s = volume, E = medan listrik, EP/A s = energi potensial listrik per satuan volume = kerapatan di atas menyatakan bahwa energi potensial listrik per satuan volume ruang dalam suatu medan listrik sebanding dengan kuadrat medan listrik. Jika di antara kedua keping/lembar konduktor terdapat dielektrik maka εo permitivitas ruang hampa digantikan dengan permitivitas bahan ε. Walaupun persamaan kerapatan energi ini diturunkan menggunakan persamaan kapasitor keping sejajar tetapi persamaan ini berlaku juga untuk semua ruang yang mempunyai medan

Foto Hai Quipperian, bagaimana kabarnya? Semoga selalu sehat dan tetap semangat, ya! Sebentar lagi kamu akan menghadapi PTS atau Penilaian Tengah Semester. Kira-kira, berapa persen persiapan yang sudah kamu lakukan? Daripada bingung ngitung berapa persennya, yuk belajar bareng Quipper Blog. Mungkin Quipperian pernah melihat radio yang biasa digunakan oleh orang tua zaman dulu? Pada radio tersebut, terdapat tunner yang berfungsi untuk mencari gelombang FM atau channel radio-radio terdekat. Cara penggunaannya cukup diputar dan di-set agar suara channel radionya jelas. Ternyata, tunner radio tersebut terdiri dari serangkaian komponen yang disusun sedemikian rupa, untuk memudahkan pengguna dalam memindah gelombang FM. Nah, salah satu komponen yang digunakan dalam rangkaian adalah kapasitor. Memangnya, apa sih kapasitor itu? Ingin tahu selengkapnya? Check this out! Pengertian Kapasitor Foto Kapasitor merupakan komponen elektronik yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Dalam dunia elektronika, kapasitor biasa dilambangkan sebagai C. Ilmuwan yang pertama kali menemukan adanya kapasitor adalah Michael Faraday. Itulah mengapa nama Faraday disematkan sebagai satuan dari kapasitansi, yaitu Farad F. Struktur Kapasitor Foto Pada dasarnya, kapasitor tersusun atas dua buah pelat besi yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan dielektrik adalah bahan yang bersifat sebagai isolator listrik. Artinya, tidak akan ada arus listrik yang akan melalui bahan dielektrik. Bahan ini bisa berupa zat padat, cair, dan gas. Contoh bahan dielektrik yang umum digunakan adalah udara, keramik, gelas, nitrogen, maupun belerang. Untuk lebih jelasnya tentang struktur kapasitor, simak gambar berikut. Berdasarkan gambar di atas, terlihat bahwa saat pelat dihubungkan dengan sumber tegangan V, muatan positif akan mengumpul di salah satu kaki elektroda elektroda pelat P dan muatan negatif akan mengumpul di kaki elektroda yang lain elektroda pelat R. Muatan positif tidak dapat mengalir ke kutub negatif dan sebaliknya. Hal itu dikarenakan adanya bahan dielektrik yang mengisi celah antarpelat sejauh d. Jika kapasitor mengalami konduksi, muatan-muatan tersebut akan menuju ke kutub yang saling berlawanan dengan cara memercik melewati bahan dielektrik. Kapasitas Kapasitor Foto Kapasitor berfungsi untuk menyimpan muatan. Lalu, bagaimana cara menentukan banyaknya muatan yang tersimpan? Banyaknya muatan yang tersimpan berbanding lurus dengan beda potensial yang digunakan. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut. Keterangan Q = muatan listrik C; V = beda potensial Volt; dan C = kapasitas kapasitor Farad/F. Jenis bahan dielektrik yang digunakan juga berpengaruh pada besarnya kapasitas kapasitor. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut. Keterangan C0 = kapasitas kapasitor di dalam udara F; ε0 = permitivitas ruang hampa 8,85 × 10-12 C2/Nm2; A = luas keping sejajar m2; dan d = jarak antara dua keping m. Untuk bahan dielektrik selain udara, gunakan persamaan berikut. Keterangan C = kapasitas kapasitor saat disisipi bahan dielektrik selain udara F; C0 = kapasitas kapasitor di dalam udara F; dan K = konstanta dielektrik yang nilainya ≥ 1. Dari beberapa persamaan di atas, terlihat bahwa kapasitas kapasitor tidak hanya dipengaruhi oleh besarnya beda potensial, melainkan juga bahan dielektriknya. Energi Kapasitor Foto Ingat bahwa kapasitor merupakan komponen yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Artinya, di dalam kapasitor juga tersimpan energi listrik. Secara matematis, energi listrik yang dihasilkan oleh kapasitor dirumuskan sebagai berikut. Keterangan W = energi kapasitor J; C = kapasitas kapasitor F; V = beda potensial Volt; dan Q = muatan listrik C. Susunan Kapasitor Foto Jika di materi hambatan listrik kamu pernah belajar tentang susunan hambatan listrik, baik seri, paralel, maupun campuran, maka hal itu juga berlaku untuk kapasitor. Kapasitor bisa disusun secara seri, paralel, maupun campuran. Adapun penjelasan untuk masing-masing adalah sebagai berikut. 1. Susunan Seri Susunan seri adalah susunan secara berurutan pada kapasitor. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut. Secara matematis, persamaan yang berlaku pada susunan di atas adalah sebagai berikut. 2. Susunan Paralel Susunan paralel adalah susunan kapasitor dengan cara berjajar. Adapun gambarnya adalah sebagai berikut. Persamaan yang berlaku pada susunan di atas adalah sebagai berikut. Tak lengkap rasanya belajar Fisika tanpa latihan soal. Untuk itu, Quipper Blog akan memberikan beberapa contoh soal yang bisa Quipperian jadikan bahan belajar. Yuk, simak contoh soalnya! Contoh Soal 1 Suatu kapasitor keping sejajar memiliki luas tiap keping cm2 dan terpisah sejauh 1 cm. Bila diisi udara, beda potensial kepingnya volt. Bila diisi suatu bahan dielektrik, beda potensialnya menjadi volt. Tentukan konstanta dielektrik bahan tersebut! Pembahasan Diketahui A = cm2 V1 = volt V2 = volt Ditanya K2 =…? Penyelesaian Untuk mencari konstanta dielektriknya, gunakan perbandingan berikut. Jadi, konstanta dielektriknya adalah 3. Contoh Soal 2 Sebuah kapasitor dipasang pada tegangan 220 volt. Bila muatan yang tersimpan 110 μC, tentukan kapasitas kapasitornya! Pembahasan Diketahui V = 220 volt Q = 110 μC Ditanya C =…? Pembahasan Gunakan persamaan berikut untuk mencari kapasitas kapasitor. Jadi, kapasitas kapasitornya adalah 0,5 μF. Contoh Soal 3 Lima buah kapasitor memiliki kapasitas yang sama, yaitu 3 μF. Jika kelimanya disusun secara paralel lalu dihubungkan dengan beda potensial 4 volt, berapakah besarnya muatan listrik yang tersimpan di dalamnya? Pembahasan Diketahui C1 = C2 = C3 = C4 = C5 = 3 Μf V = 4 volt Ditanya Q =…? Penyelesaian Ingat, pada soal di atas tertulis bahwa kapasitor disusun secara paralel. Artinya, kamu harus mencari susunan penggantinya dahulu. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut. Jadi, besar muatannya adalah 60 μF. Itulah pembahasan Quipper Blog tentang kapasitor. Semoga bermanfaat buat kamu semua, ya. Jangan lupa untuk tetap stay bareng Quipper Video. Selama dirumahaja, Quipper Video memberikan banyak kemudahan yang bisa kamu manfaatkan secara gratis. Bagi yang belum join, yuk buruan klik di sini. Salam Quipper! Penulis Eka Viandari

Untukmenentukan momen putar yang dibangkitkan oleh tegangan yang masuk adalah sebagai berikut : misal simpangan jarum adalah 2, jika C adalah kapasitor pada posisi menyimpang maka muatan instrumen akan menjadi CV coulomb. Dimisalkan tegangannya berubah dari V menjadi V+dV, maka dampaknya 2, C, dan Q akan berubah menjadi 2 + d2; C + dC dan Q + dQ.Sekarang energi yang tersimpan dalam medan

Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan elektron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor dapat menyimpan maupun melepaskan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terdiri atas dua buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik (misalnya keramik, gelas elektrolit dan lain

bergerakbebas dalam material. Akibatnya dalam konduktor dapat mengalir arus listrik. Salah satu bentuk dari sistem konduktor adalah kapasitor yang terdiri dari dua plat sejajar. Untuk mendapatkan harga kapasitansi yang besar dengan ukuran kapasitor yang kecil, salah satu cara dengan menempatkan dielektrik di antara kedua plat tersebut.

NNuBG. 492 211 69 497 158 246 407 202 302

besar energi listrik yang tersimpan dalam kapasitor 5