HAND OUT FISIKA DASA /LISTIKMAGNET/ ELEKTODINAMIK /kkapasito LISTIK DINAMIK : KAPASITO & ANGKAIAN M. Ishaq KAPASITO Mdel Kapasir perama dicipakan di Belanda, epanya ka Leyden pada abad ke8 leh para eksperimenalis fisika. Karenanya ala ini dinamakan Leyden Jar. Leyden Jar adalah wadah yang dibua unuk menyimpan muaan lisrik Kapasir (yang pada awalnya disebu kndensar) secara srukur prinsipnya erdiri dari dua buah pela kndukr yang berlawanan muaan, masingmasing memiliki luas permukaan A, dan mempunyai muaan persauan luas σ. Kndukr yang dipisahkan leh sebuah za dielekrik yang bersifa islar sejauh d. Muaan berada pada permukaan kndukr yang jumlah alnya adalah nl. Hal ini disebabkan jumlah muaan negaif dan psiif sama besar. Bahan dielekrik adalah bahan yang jika idak erdapa medan magne bersifa islar, namun jika ada medan magne yang melewainya, maka akan erbenuk dipldipl lisrik, yang arah medan magnenya melawan medan magne semula Sebelum adanya muaan pada kedua pela, bahan dielekrik memiliki diple acak sehinga bersifa islar Seelah pela bermuaan yg menghasilkan medan lisrik kea rah kanan, muaan pada dielekrik erplarisasi leh medan magne. Muaan psiif perlahanlahan menuju pela negaif, dan muaan negaif ke pela psiif Akibanya erdapa medan lisrik baru pada dielekrik yang melawan medan magne semula yang saling menghilangkan, sehingga medan magne al menjadi nl, dan arus berheni mengalir Benuk dan jenis kapasir beragam macamnya, namun unuk memudahkan pembahasan kia fkuskan pada sau jenis kapasir saja. Dari aspek bahan islarpun, jenis kapasir beragam jenisnya, misalnya keramik, plieser, plysyrene, efln, analum, mika, dan lainlain. FISIKA DASA SEMESTE II 00/00/MOHAMAD ISHA
HAND OUT FISIKA DASA /LISTIKMAGNET/ ELEKTODINAMIK /kkapasito Fungsi kapasir misalnya sebagai cadangan energi keika sikui elekrnika erpuus secaraibaiba. Ia mungkin mirip seperi baerai singka. Hal ini karena adanya arus ransien pada kapasir. Pada ala penerima radi, kapasir bersama kmpnen elekrnika lain dapa digunakan sebagai apis (penyaring) frekuensi dan filer gelmbang, selain dapa juga sebagai kmpnen pada sirkui penyearah arus/egangan ac menjadi dc. KAPASITO KEPING SEJAJA Kapasir paling sederhana berbenuk pela sejajar. Karena berbenuk pela, dari hukum Gauss yang elah kia urunkan pada bab elekrsaik, jumlah medan lisrik dua keping lgam bermuaan adalah : σ E A d σ σ Maka beda pensial anara kedua pela adalah : ab a b d E d A Ukuran Kapasir biasanya dinyaakan dalam kapasiansi. Secara fisis kapasiansi adalah seberapa banyak sebuah kapasir dapa menampung/diisi leh muaan. Dalam hal ini : AB A d Sauan dari kapasiansi dalam MKS/SI adalah Farad (F). KAPASITO BOLA Kapasir bla erdiri dari dua kuli bla bermuaan sepusa sebagai beriku : σ σ FISIKA DASA SEMESTE II 00/00/MOHAMAD ISHA
HAND OUT FISIKA DASA /LISTIKMAGNET/ ELEKTODINAMIK /kkapasito FISIKA DASA SEMESTE II 00/00/MOHAMAD ISHA Melalui hukum Gauss (yang merupakan ugas anda pada bahasan lisrik sais) didapakan bahwa anara bla dan adalah : Sehingga kapasiansinya adalah : KAPASITO TABUNG ANGKAIAN KAPASITO Sebagaimana hambaan, rangkaian kapasir dapa kia klasifikasikan menjadi dua jenis knfigurasi yakni, seri dan paralel, akan eapi aurannya berbeda dan bahkan kebalikan dari auran hambaan : angkaian Seri : S ln l σ σ l dengan demikian : ln l... S
angkaian Paralel HAND OUT FISIKA DASA /LISTIKMAGNET/ ELEKTODINAMIK /kkapasito TOTAL Tugas anda membukikan auran penjumlahan kapasir di aas. ANGKAIAN & AUS TANSIEN DALAM KAPASITO Sampai saa ini kia belum mengeahui apa yang erjadi jika arus lisrik dc dihubungkan dengan sebuah kapasir. Jika kia bua rangkaian seperi di bawah, mari kia perhaikan apa yang erjadi dengan arus dalam rangkaian dan egangan pada kapasir : I E kapasir I E () I E Jika diurunkan erhadap waku maka : d di 0 d d di I d di d I Ln I() B I() I e Persamaan erakhir ini menggambarkan bagaiamana perilaku arus lisrik jika dalam rangkaian erdapa kapasir. Semakin lama arus akan semakin kecil. Akan lebih erliha jika kia skesa dalam kurva beriku ini : FISIKA DASA SEMESTE II 00/00/MOHAMAD ISHA
HAND OUT FISIKA DASA /LISTIKMAGNET/ ELEKTODINAMIK /kkapasito Dari faka di aas pada umumnya jika erdapa kapasir dalam rangkaian bersumber egangan dc, maka arus yang melewainya dianggap nl. Bagaimana halnya dengan perilaku egangan pada kapasir? perhaikan penurunannya beriku ini : () I()d E e d E e d E e B Pada 0 maka c0 sehingga B E, unuk iu persamaan lengkapnya : Dari penurunan di aas bisa kia liha bahwa pada 0 egangan pada kapasir juga nl, akan eapi makin lama makin membesar mendekai harga E (sumber egangan) E( e ).5( e ) hm 0. F FISIKA DASA SEMESTE II 00/00/MOHAMAD ISHA
HAND OUT FISIKA DASA /LISTIKMAGNET/ ELEKTODINAMIK /kkapasito Kurva di aas menunjukan bahwa kapasir makin lama erisi leh muaan sehingga suau saa penuh. Dari pengalaman seharihari, keika anda memaikan sebuah ala lisrik (apapun) yang mengandung kapasir di dalamnya, kadang arus lisrik idak langsung mai, akan eapi seringkali harus menunggu beberapa saa, ini erjadi karena seperi yang kia bahas di aas, bahwa arus dalam kapasir memerlukan waku unuk mengsngkan muaan sampai benarbenar ksng (arus sama dengan nl). Hal ini harus menjadi kehaihaian anda agar menunggu beberapa saa seelah knak dengan sumber egangan dipuus. FISIKA DASA SEMESTE II 00/00/MOHAMAD ISHA
HAND OUT FISIKA DASA /LISTIKMAGNET/ ELEKTODINAMIK /kkapasito SOALSOAL. Pada gambar di bawah beda pensial anar pela adalah 0. a. Manakah yang memilki pensial lebih inggi? b. Berapakah usaha yang diperlukan unuk membawa suau muaan dari B ke A dan dari A ke B c. Bila jarak anar pela 5 mm, berapakah besarnnya medan anar pela? A 5 mm B. Kapasir keping erdiri dari dua keping sejajar, masingmasing luasnya 00 cm, berjarak 0, cm dalam udara. a. Berapakah kapasiansinya? b. Jika kapasir dihubungkan dengan sumber 500, berapakah muaan yang erhimpun di dalamnya c. Berapa energi di dalamnya d. Berapa medan lisrik dianara pela. Bukikan bahwa unuk kapasir yang dirangkai seri, kapasiansi alnya akan memenuhi : S.... Bukikan pula bahwa unuk rangkaian parallel : P FISIKA DASA SEMESTE II 00/00/MOHAMAD ISHA