2.6 Potensial Listrik Pelat Sejajar Kapasitor pelat sejajar memiliki pelat yang terpisah sejauh d. Rapat muatan pada pelat adalah
. Kita akan menghitung beda potensial antara dua pelat. Kita sudah belajar bahwa kuat medan listrik antara dua pelat adalah
σ
o
ε E
σ =
ian rupa sehingga pelat kiri berada ada posisi dengan x = 0 dan pelat kanan berada pada posisis dengan x = d, seperti
Kita tempatkan dua pelat pada sumbu kordinat sedemik p
diilustrasikan dalam Gambar 2.8
x=0 x=d
x y
x=0 x=d
x y
Gambar 2.8 Posisi pelat sejajar dalam koordinat Beda potensial antara dua pelat adalah
[ ]
o d
o d
x o
d x
o d
x o
d x
dx dx
dx E
V V
V
ε σ
ε σ
ε σ
ε σ
− =
− =
− =
− =
− =
− =
∆
∫ ∫
∫
= =
=
2.9
ielektrik
ehadiran bahan dielektrik menyebabkan kuat medan yang dihasilkan muatan berubah. r suatu muatan juga berubah. Untuk menentukan
otensial listrik akibat kehadiran bahan dielektrik, kita dapat menggunakan rumus potensial tanpa bahan dielektrik dengan mengganti
2.7 Potensial Listrik Akibat Kehadiran Bahan D K
Akibatnya, potensial listrik di sekita p
o
ε dengan
o
κε , dengan κ adalah konstanta
dielektrik bahan. Sebagai contoh, jika antara dua pelat sejajar dipasang bahan dielektrik, maka beda potensial antara dua pelat menjadi
70
o
κε d
V σ
− =
∆ 2.10
Potensial lirtsik di sekitar muatan titik yang ditempatkan dalam medium dengan kosntanta dielektrik
κ adalah
r Q
V 1
=
o
πκε 4
2.11 Pembenaran dari asumsi di atas sebagai berikut. Lihat Gambar 2.9.
etrik antara dua pelat m
- σ
+ σ
- σ
+ σ
- σ
+ σ
- σ
+ σ
- σ‘
+ σ‘
+ +
+ +
+ +
+
+ +
+
Gambar 2.9 Menentukan efek bahan dielektrik pada potensial Misalkan dua pelat sejajar mengandung rapat muatan
σ. Jika tidak ada bahan dielek aka kuat medan listrik antara dua pelat adalah
o o
E ε
σ =
Sekarang antara dua pelat kita sisipkan sebuah bahan dieletrik. Akibat adalanya medan listrik pada permukaan bahan yang
erdekatan dengan electrode terbentuk muatan positif dan muatan negatif. Permukaan yang isalkan rapat muatan pada
ermukaan bahan adalah σ’. Dengan demikian, rapat muatan efektif di dekat pelat menjadi σ
- σ’. Dengan menggunakan hokum Gauss maka kuat medan antara dua pelat menjadi
E maka terhadi polarisasi pada bahan sehingga secara efektif b
berdekatan dengan elektroda positif akan memiliki muatan negatif dan permukaan yang berdekatan dengan pelat negatif memiliki muatan positif. M
p
+ +
E
o
E
- σ‘
+ σ‘
+ +
+ +
+ +
+
+ +
+
+ +
E
o
E
71
o o
o o
o
E E
ε σ
ε σ
ε σ
ε σ
σ −
= −
= −
= 2.12
Berdasarkan pengamatan, rapat muatan yang dihasilkan di permukaan bahan dielektrik berbanding lurus dengan kuat medan dalam bahan dielektrik. Katena itu kita dapat menulis
E
o
χε σ =
2.13 Dengan
χ adalah konstanta baha i
persamaan 2.13 ke dalam persamaan 2.12 diperoleh n yang dikenal dengan susseptibilitas listrik bahan. Substitus
E E
E E
E
o o
o o
χ ε
χε
− =
− =
atau
o
E E
= +
χ 1
atau
κ χ
o o
E E
E =
+ =
1 2.14
n κ adalah konstanta yang dikenal dengan konstanta dielektrik. Tampak bahwa kuat
edan listrik dalam bahan dielektrik sama dengan kuat medan listrik tanpa bahan dielektrik dibagi dengan konstanta dielektrin bahan. Mengecilnya kuat medan menyebabkan potensial
akibat pemasangan bahan dielektrik juga mengecil dengan factor yang sama.
2.8 Teorema Us
