Potensial Listrik & Kapasitor

1. Potensial Listrik & Kapasitor Jurusan Teknik Mesin Universitas Riau 2010

2. 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

3. = -

4. q’ + r q EnergiPotensialListrik Sebuahmuatanujiq’diletakkan di dekatmuatansumberq, makaenergipotensial yang dimilikiolehmuatanujiq’adalah

5. + ra a q rb b Usaha untukmemindahkanmuatanlistrik Usaha yang diperlukanuntukmemindahkansebuahmuatanujiq’dariakeb yang dipengaruhiolehmuatansumberqadalah

6. Potensiallistrikolehmuatantitik Bilakuatmedanmerupakanbesaranvektor, makapotensiallistrikmerupakanbesaranskalar. Muatanpositifakanmenghasilkanpotensialpositif di sekitarnya, sedangkanmuatannegatifakanmenghasilkanpotensialnegatif. + rA q A - rB B q

7. Sedangkanpotensiallistrikpadasatutitikkarenapengaruhbeberapamuatanlistrikmerupakanjumlahaljabardari masing2 muatan.

8. Tentukan potensial listrik pada titik pengamatan P Yang berada pada posisi r ?? Y P q2 q1 = Jarak muatan q1 ke titik P: Jarak muatan q2 ke titik P: Jarak muatan q3 ke titik P: = = X q3 = = Potensial yang dihasilkan muatan q1 Potensial yang dihasilkan muatan q2 Potensial yang dihasilkan muatan q3 = = = = + +

9. Kapasitor 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

10. 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.

11. 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

12. A E 5.2 KapasitasKapasitor Bilaluas masing2 kepingA, maka : Teganganantarakeduakeping : Jadikapasitaskapasitoruntukruanghampaadalah : + + + + - - - - d +q -q

13. Bila di dalamnya diisi bahan lain yang mempunyai konstanta dielektrik K, maka kapasitasnya menjadi Hubungan antara C0dan C adalah : 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.

14. 5.2 Hubungan Kapasitor • Hubungan Seri Kapasitor yang dihubungkan seri akan mempunyai muatan yang sama.

15. Hubungan Paralel Kapasitor yang dihubungkan paralel, tegangan antara ujung2 kapasitor adalah sama, sebesar V.

16. 5.4 Energi Kapasitor Sesuai dengan fungsinya, maka kapasitor yang mempunyai kapasitas besar akan dapat menyimpan energi yang lebih besar pula. Persamaannya :

17. Contoh : • Tentukankapasitaskapasitor yang mempunyailuaskeping1 cm2danjarakantarakepingnya0,2 cm, bilamuatan masing2 kepingsebesar 5 μC danε0 = 8,85 x 10-12 C2/Nm2dandiantara medium adabahandengankonstantadielektrik2. • Suatukapasitorkepingsejenismempunyaikapasitas5 μF, jikaruangdiantara keping2 berisiudara. Jikaruangtersebutdiisiporselin, kapasitasnya30 μF. Berapakahkonstantadielektrikporselin ? • Suatukapasitorberisiudara, tegangannyaV0. Kapasitoritukemudiandiisimika (K = 5) dandiisolasi (muatannyadibuattetap). Berapakahtegangankapasitoritusekarang ?

18. 4. Tiga buah kapasitor dihubungkan secara seri dan paralel, C1 = 1 μF, C2 = 2 μF, C3 = 3 μF dihubungkan dengan sumber tegangan 12 V. Tentukanlah (a) Kapasitas gabungannya, (b) muatan masing2 kapasitor. 5. Terdapat suatu rangkaian dengan 5 buah kapasitor yang sama besarnya. Tentukan kapasitas antara titik K dan M. • Jika sebuah kapasitor yang berkapasitas 10 μF mempunyai energi listrik sebesar 1 Joule, maka berapakah tegangannya ?