ayo....
belajar !!
   
Kapasitor
Fisika Kelas 2 > Medan Gravitasi Dan Medan Listrik
304

< Sebelum Sesudah >

KAPASITAS SUATU KAPASITOR (C) KEPING SEJAJAR :

C = Q/V
Satuan Coulomb/Volt = Farrad
Dalam rumus ini nilai kapasitor C tidak dapat diubah (nilai C tetap).

Untuk mengubah nilai kapasitas kapasitor C dapat digunakan rumus :

C = (K Îo A)/d = K Co

Q = muatan yang tersimpan pada keping kapasitor
V = beda potensial antara keping kapasitor.

KUAT MEDAN LISTRIK (E) DI ANTARA KEPING SEJAJAR :

E = s/Î = V/d

s = rapat muatan = Q/A Þ A = luas keping
Î = K Îo
K = tetapan dielektrik bahan yang disisipkan di antara keping kapasitor.
K = 1 Þ untuk bahan udara
1 Þ untuk bahan dielektrik

Jika dua bola konduktor dengan kapasitas C1 dan C2 serta tegangan V1 dan V2, dihubungkan dengan sepotong kawat kecil, maka potensial gabungan pada bola-bola tersebut :

Vgab = C1V1 + C2V2
C1 + C2

ENERGI YANG TERSIMPAN DALAM KAPASITOR (W) :

W = ½ Q V = ½ C V² = ½ Q²/C
satuan Joule

RANGKAIAN KAPASITOR SERI DAN PARALEL :

SERI

1/Cs = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...
VG = V1 + V2 + V3 + ...
Qg = Q1 = Q2 = Q3 = ...
PARALEL

Cp = C1 + C2 + C3 + ...
Vg = V1 = V2 = V3 = ...
Qg = QI + Q2 + Q3 + ...

Contoh 1 :

Sebuah titik A yang bermuatan -10 mC berada di udara pada jarak 6 cm dari titik B yang bermuatan +9 mC. Hitunglah kuat medan di sebuah titik yang terletak 3 cm dari A den 9 cm dari B !

Jawab:


Misalkan titik C (diasumsikan bermuatan positif) dipengaruhi oleh kedua muatan QA den QB, maka :

EA = k.QA = (9.10E9) (10.10E-6) = 10E8 N/C
        RA2          (3.10E-2)²
EA = k.QB = (9.10E9) (10.10E-6) = 10 E87 N/C
       
RB²          (3×10E-2)²

Jadi resultan kuat medan di titik C adalah :
EC = EA - EB = 9 × 107 N/C

Contoh 2 :

Sebuah massa m = 2 mg diberi muatan Q dan digantung dengan tali yang panjangnya 5 cm.  Akibat pengaruh medan listrik homogen sebesar 40 N/C yang arahnya horizontal, maka tali membentuk sudut 45° terhadap vertikal.  Bila percepatan gravitasi g=10 m/s², maka hitunglah muatan Q !

Jawab :

m = 2 mgram = 2.10-6 kg
Uraikan gaya-gaya yang bekerja pada muatan Q dalam koordinat (X,Y). Dalam keadaan akhir (di titik B benda setimbang) :

åFx = Þ T sinq = Q E ...... (1)
åFy = Þ T cosq = W ....... (2)

Persamaan (1) dibagi (2) menghasilkan
tg
q = (QE)/w = (w tg q )/ E
= (2.10E-6) 10.tg45°
                                 40
= 0,5 mC

Contoh 3 :

Dua keping logam terpisah dengan jarak d mempunyai beda potensial V. Jika elektron bergerak dari satu keping ke keping lain dalam waktu t mendapat percepatan a den m = massa elektron,maka hitunglah kecepatan elektron !

Jawab :

Elektron bergerak dari kutub negatif ke positif.Akibatnya arah gerak elektron berlawanan dengan arah medan listrik E, sehingga elektron mendapat percepatan a

Gaya yang mempengaruhi elektron:
F = e E = e V/d .... (1)
F = m a = m v/t .... (2)

Gabungkan persamaan (1) den (2), maka kecepatan elektron adalah
V = eVt/md

Contoh 4 :

Tentukan hubungan antara kapasitansi (C) suatu keping sejajar yang berjarak d dengan tegangannya (V) dan muatannya (Q) !

Jawab :

Kapasitas kapasitor dapat dihitung dari dua rumus, yaitu :
C = Q/V ... (1)
C = (K Îo A) / d ... (2)

Dari rumus (1), nilai kapasitas kapasitor selalu tetap, yang berubah hanya nilai Q den V sehingga C tidak berbanding lurus dengan Q den C tidak berbanding terbalik dengan V.  Dari rumus (2) terlihat bahwa nilai C tergantung dari medium dielektrik (K), tergantung dari luas keping (A) den jarak antar keping (d).

Contoh 5 :

Tiga buah kapasitor masing-masing kapasitasnya 3 farad, 6 farad den 9 farad dihubungkan secara seri, kemudian gabungan tersebut dihubungkan dengan tegangan 220 V. Hitunglah tegangan antara ujung-ujung kapasitor 3 farad !

Jawab :

Kapasitas gabungan ketiga kapasitor: 1/Cg = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 Þ Cg
= 18/11 F

Muatan gabungan yang tersimpan pada ketiga kapasitor
Qg = Cg V = 18/11 . 220 = 360 coulomb

Sifat kapasitor seri : Qg = Q1 = Q2 = Q3, jadi tegangan pada kapasitor 3 F adalah V = Q1/C1 = Qg/C1 = 360/3 = 120 volt

 

< Sebelum Sesudah >
 
Bio
Fis
Kim
Mat
 

tips umptn

katanya sih sakit gigi lebih sakit dari pada nggak diterima di perguruan tinggi negeri

selanjutnya

 
Download Macromedia Shockwave

supaya bisa liat Modul Multimedia
       

copyright® praweda internet solution division
PT. Praweda Ciptakarsa Informatika
www.praweda.co.id