11 4
4 12
10 84
, 2
10 1
10 5
10 67
, 5
− −
− −
× =
× ×
× =
= d
A C
o
ε = 28,4 pF
apasitor yang bermuatan dapat memberikan arus listrik pada komponen-komponen lain s listrik bermakna pemberian energi, serupa dengan baterei
dan aki yang dapat memberikan arus listrik dalam rangkaian. Dengan demikian, kapasitor yang bermuatan menyimpan sejumlah energi. Pada bagian berikut ini kita akan menghitung
energi yang disimpan sebuah kapasitor. Untuk mudahnya, kita mengambil contoh kapasitor pelat sejajar.
n-ukurannya n suatu saat kapasitor mengandung muatan q belum penuh
Beda potensial antar dua pelat kapasitor adalah v. Maka terpenuhi hubungan:
2.20 Energi Yang Tersimpan Dalam Kapasitor K
dalam rangkaian. Pemberian aru
d A
d A
Gambar 2.30 Kapasitor pelat sejajar beserta ukura Misalka
C q
v =
2.50 Jika muatan listrik sebesar dq ditambahkan lagi pada kapasitor maka kerja yang diberikan
pada kapasitor adalah
qdq vdq
dW 1
= =
C 2.51
93
Dengan demikian, kerja total yang diberikan pada kapasitor untuk mengisi muatan kapasitor 0 sampai bermuatan q = Q adalah
dari keadaan kosong q =
C Q
dq q
C dq
q C
dW W
1 =
=
∫ ∫
Q Q
Q
2
2 1
1 =
=
∫
2.52 Kerja total yang diperlukan untuk mengisi kapasitor dengan m atan Q sama akan berubah
enjadi energi yang tersimpan dalam kapasitor. Jadi, kapasitor yang memiliki muatan Q u
m menyimpan energi sebesar
C Q
U
2
2 1
= 2.53a
arena Q = CV maka dapat pula ditulis K
2 2
2 1
2 1
CV C
CV U
= =
2.53b Untuk kapasitor pelat sejajar, berlaku hubungan
Ed V
=
dan d
A C
o
κε =
Dengan demikian,
Vol E
Ad E
Ed d
A U
o o
o
2 2
2
2 1
2 1
2 1
κε κε
κε =
= ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ =
dengan Vol adalah volum ruang antar dua pelat volum kapasitor.
elanjutnya kita definisikan rapat energi yang tersimpan dalam kapasitor = energi per satuan olum, yaitu
S v
Vol U
u =
2
1 E
o
κε =
2 2.54
94
Contoh Dua buah kap
baterei 10 V. Bila hanya salah satu kapasi bungkan secara seri dengan batarei.
Jawab Jika hanya satu kapasitor yang digunakan m
asitor identik yang mula-mula belum bermuatan akan dihubungkan dengan tor yang dihubungan dengan baterei 10 V, energi
yang tersimpan dalam kapasitor adalah U. Berapa energi yang akan tersimpan jika dua kapasitor tersebut dihu
aka energi yang disimpan dalam kapasitor adalah
2
2 1
CV U
= Jika dua kapasitor disusun secara seri maka kapasitansi total memenuhi
C C
C C
T
atau 2
1 1
1 =
+ =
2 C
C
T
=
nergi yang tersimpan dalam kapasitor seri menjadi E
U CV
V C
V C
U
T
2 1
2 1
2 1
2 2
1 2
1
2 2
2
= ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ =
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
= =
isalkan sebuah kapasitor yang berisi muatan dihubungkan secara seri dengan sebuah hambatan R. Maka muatan pada kapasitor akan mengalir melalui hambatan R sehingga
-kelamaan muatan kapasitor makin kecil dan akhirnya habis. Peristiwa ini disebut pengosongan kapasitor discharge. Bagaimana kebergantungan muatan kapasitor terhadap
waktu selama proses pengosongan? Mari kita bahas di bagian ini
2.21 Pengosongan Kapasitor
