5-kapasitor1

8/19/2019 5-kapasitor1

1/8

+++

++

– – –

– – V

C

Vq

–

+

– +

– +

KONDENSATOR

Orang sering menyebutnya “Kapasitor”, yaitu susunan dua keping sejajar yang dihubungkan dengan

beda potensial tertentu.

Perhatikan gambar :

Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan

listrik disebut “Kapasitas Kapasitor” dilambangkan C.Kapasitor diilustrasikan sebagai tabung air, dengan isi

dari tabung adalah muatan yang tersimpan, dasar tabung sebagai kapasitas kapasitornya serta tinggi

tabung sebagai tegangan yang terpasang yang

besarnya dapat diubah ubah.

Perubahan nilai akan merubah nilai ! sehingga se"ara matematis dapat diperoleh hubungan :

CV

q

atauV.Cq

#engan :

! $ jumlah muatan yang tersimpan % Coulomb &

$ beda potensial ' tegangan yang terpasang %(olt&

C $ Kapasitas Kapasitor % C. (olt& atau )arad %)&

Catatan :

#alam aplikasinya satuan )arad pada kapasitor terlalu besar sehingga digunakan satuan yang lebih ke"il

yaitu :

* mikro )arad %µ )& dimana µ) $ *- )

* nano )arad %n )& dimana n) $ * )

* piko )arad % p )& dimana p) $ */ )

)ungsi umum kapasitor adalah “menyimpan muatan listrik”.

0enurut letaknya dalam rangkaian listrik kapasitor memiliki 1ungsi :

. sebagai )ilter %Penyaring&

/. sebagai Coupling %penghubung&

2. sebagai 3y Pass %jalan pintas&0enurut kutubnya Kapasitor dibedakan menjadi :

. Kapasitor polar %4l"o& ' %4lektrolit Condensator&

Contoh :

5ambang kapasitor dalam rangkaian

6tau

#alam pemasangan di rangkaian tidak boleh terbalik kutub %+& dan %– &nya/. Kapasitor non polar

Contoh :

5ambang kapasitor dalam rangkaian :


2/8

0enurut nilainya kapasitor dibedakan :

. Kapasitor tetap

%nilainya tetap ' tidak berubah&, dapat berupa kapasitor polar maupun non polar.

/. Kapasitor (ariable % ar"o& ' %ariabel Condensator&

7ilainya dapat diubah ubah sesuai kebutuhan.

Contoh :5ambang kapasitor dalam rangkaian :

8ambar beberapa kapasitor asli

9ubungan 3eda Potensial dengan Kuat 0edan 5istrik pada Kapsitor Keping ejajar.

; &

#alam listrik statis berlaku F = q. E, sehingga persamaan di atas berubah menjadi :

d.E.qWAB ????????.. %&0enurut konsep energi berlaku :

EpWAB ∆ dengan ∆4p $ !.∆ehingga diperoleh :

V.qWAB ∆ ????????.. %/&>ika perssamaan %& digabungkan dnegan persamaan %/&, akan diperoleh :

V.qd.E.q ∆9asilnya :

d.EV

#engan ∆ $ beda potensial dua keping sejajar yang kemudian dalam pembahasan ini di sebut

tegangan diganti dengan lambang V, sehingga :

d.EV atau d

4=

??????? %2&


3/8

0enurut 9ukum 8auss berlaku :

,

.A

qE

?????????. %@&

8abungan persamaan %2& dan %@& menghasilkan :

,

.A

q

d

V

sehingga d

A.

V

q ,

#enganC

V

q

, maka dipeorleh persamaan baru :

d

A.C ,

#engan :

6 $ 5uas keping sejajar %m/&

d $ perpindahan muatan %m&

$ Permiti(itas listrik di udara ' hampa % A,AB */ C/'7.m/&

C $ Kapasitas Kapasitor % ) &


4/8

ika tegangan ujung*ujung kapasitor dilepas, maka saat disisipkan bahan dielektrik, tegangan

akan menge"il % # G &.

3. Pengaruh 3ahan #ielektrik jika tegangan ujung*ujung kapasitor tidak di lepas.

aat tegangan pada ujung kapasitor di lepas, dan bahan dielektrik disisipkan pada kapasitor,

maka akan terjadi :* 3esar tegangan pada ujung*ujung kapasitor tetap % $ #&.

e"ara matematis dapat diturunkan persamaannya :

#ari ! $ C., atau C

!=

maka untuk :

• hampa'udara, berlaku ,

,,

C

! =

dan selain udara berlaku #

##

C

! =

#

#

,

,

C

!

C

!=

9ubungan tersebut dapat diubah menjadi :

#

,

#

,

C

C

!

!=

dengan r #

, +

C

C

ε

=

sehingga r #

, +

!

!

ε

=

6tau qD = r. q0 dengan r !, makaKesimpulan :


5/8

C C/ C2

2/

>ika tegangan ujung*ujung kapasitor tidak dilepas %tetap terhubung&, maka saat disisipkan

bahan dielektrik, muatan yang tersimpan pada kapasitor akan bertambah % !# H ! &.


6/8

C

C/

C2

/

2

D

D/

D2

D

3. Kondensator tersusun Paralel :3entuk susunan paralel Kapasitor :

Pada dasarnya susunan kondensator seri didasari

juga oleh konsep konsep yang berlaku padarangkaian resistor, dimana untuk susunan seri

berlaku :

. 3esarnya kuat arus total sama dengan

jumlah kuat arus yang meleEati setiap

komponen % Kondensator&, akibatnya jumlahmuatan total pada kondensator sama dengan

jumlah muatan dari tiap tiap kondensator,

sesuai dengan hubungan :

D $ D +D/ + D2 + ?. #engant

!D =

,sehingga berlaku :

.....t

!

t

!

t

!

t

! 2/++++=

maka :

/. 3esarnya Iegangan ' 3eda Potensial total pada ujung ujung kondensator yang tersusun seri

sama dengan tegangan pada tiap tiap kondensator, sehingga berlaku :

adi :

Pada susunan paralel kondensator, kapasitas total akan lebih besar dari kapasitas masing

masing kondensator.

! $ ! + !/ + !2 + ?..

$ $ / $ 2 $ ?.

C p $ C + C/ + C2 + .....


7/8

B )B )

B )

/ )

B ) B )

B ) B )

B ) B ) B )

)

B )

2 )B )

B )

C

C C C

C

K 0

oal soal :

. ebuah kapasitor yang dihubungkan ke 3aterey /@ (olt dapat menyimpan muatan ,@ C.

Kapasitas kapasitor tersebut adalah ?.

a. ,- µ) b. - µ) ". - µ) d. ,@A ) e. ,- )

/. Kapasitas suatu kapasitor keping sejajar menjadi lebih ke"il apabila ?.a. luas permukaan kedua keping diperbesar

b. jarak antara kedua kepingnya diperbesar

". beda tegangan kedua kepingnya diperke"ild. diisi dengan bahan dielektrik yang konstantanya lebih besar

e. muatan setiap kepingnya dikurangi

2. ebuah kapasitor keping sejajar dibuat dengan menyisipkan selembar bahan penyekat sepertidi"antumkan di baEah ini, di antara kedua kepingnya.

3ahan Permiti(itasrelati1

Iebal % mm & Kapasitas maimum akan diperoleh denganmenggunakan lembaran ?.

a. Ie1lon d. 0ika

b. Kuarsa e. Porselin

". 8elas

Ie1lon

Kuarsa

8elas

0ika

Porselin

/

2

@

B

-

,@

,A

,

,/

,2

@. ebuah kapasitor diberi muatan nC dan mempunyai beda potensial olt antara kedua

pelatnya. Kapasitas dan energi yang tersimpan di dalamnya adalah ?.

a. p) dan B *B > ". n) dan B * > e. n) dan B * >

b. p) dan B *

> d. n) dan B *

>

B. ebuah kapasitor keping sejajar yang ruang antaranya udara dan kapasitasnya C dihubungkandengan sumber tegangan . 6pabila ruang antara kedua keping kapasitor diisi dengan mika, dan

sumber tegangan diujung kapasitor dilepas, maka besaran yang tidak berubah adalah ?.

a. Kapasitansinya ". kuat medannya e. tak ada

b. 0uatannya d. 4nerginya-. #ari empat susunan kapasitor di baEah ini yang memiliki kapasitas pengganti yang sama adalah ?.

% & % / &

% 2 & % @ &

Pernyataan yang benar adalah ?.

a. dan / b. dan 2 ". / dan 2 d. 2 dan @ e. @ dan

. #ibaEah ini tertera skema rangkaian B buah kapasitor yang sama besarnya. Kapasitas antara titik K

dan 0 adalah ?.

a.C

2

A

d.C

2

K

b.C

B

+

e.

CK

2


8/8

C

C/

C2

C@

C-

CB

$ / (olt

". B.C

A. umlah kapasitor yang diperlukan

adalah ?.

a. A buah ". /B 2 buah e. @ B buah

b. / 2 buah d. @ 2 buah

. 7ilai kapasitas kapasitor keping sejajar dengan luas penampang %6&, jarak antar keping %d&, dan

bahan dielektrikum %K & jika kapasitor dihubungkan pada beda potensial , adalah C )arad. ika C $ @ µ), C/ $ µ), C2 $ 2 µ), C@ $ - µ), CB $ / µ), dan C- $ A µ), tentukan :

a. Kapasitas total penggantinya L b. >umlah muatan total yang tersimpan L

c.4nergi Iotal rangkaian L

5-kapasitor1

Documents