FISIKA SMA

Fisika jantung Tips hidup sehat

Artikel tentang Fisika jantung Tips hidup sehat

Secara alami, air mengalir dari tempat tinggi ke tempat rendah, misalnya air hujan, air sungai atau air kran. Tetapi secara alami air tidak bisa mengalir dari tempat rendah ke tempat tinggi. Sebagai contoh, air sumur tidak bisa dengan sendirinya mengalir dari dalam sumur ke penampung air sehingga diperlukan tenaga manusia atau tenaga mesin. Semakin besar perbedaan ketinggian antara permukaan sumur dengan penampung, semakin besar tenaga yang dibutuhkan.

Dalam fisika, air termasuk fluida. Fluida merupakan zat yang bisa mengalir dan juga bisa diam 🙂 Contoh fluida lainnya adalah darah.

Rumus rangkaian kapasitor

Sebuah kapasitor mempunyai kapasitansi tertentu. Jika kapasitansi yang dibutuhkan tidak tersedia maka dapat dirangkai dua atau lebih dari dua kapasitor untuk memperoleh kapasitansi yang dibutuhkan. Agar dapat merangkai kapasitor dengan tepat maka perlu pengetahuan yang benar mengenai rangkaian kapasitor 🙂

Sebelum mempelajari rangkaian kapasitor, terlebih dahulu pahami simbol-simbol Rumus rangkaian kapasitor 1 berikut ini. Dua garis vertikal pada simbol kapasitor mewakili dua konduktor pada kapasitor keping sejajar. Pada simbol baterai, garis vertikal yang lebih panjang mewakili potensial tinggi (+) dan garis vertikal yang lebih pendek mewakili potensial rendah (-). Garis mendatar baik pada simbol kapasitor maupun simbol baterai mewakili kabel.

Penyimpanan energi listrik di dalam kapasitor

Materi Penyimpanan energi listrik di dalam kapasitor

Kapasitor tersusun dari dua pelat/lembar konduktor dan di antara kedua konduktor tersebut terdapat dielektrik. Pada mulanya kedua konduktor tidak bermuatan listrik. Agar kapasitor berfungsi maka masing-masing pelat/lembar konduktor harus bermuatan listrik, di mana jumlah muatan listrik pada masing-masing konduktor sama besar tetapi berbeda jenis. Misalkan salah satu konduktor bermuatan Q = +10 Coulomb maka konduktor lainnya bermuatan Q = -10 Coulomb. Adanya muatan listrik yang sama besar tetapi berlawanan jenis pada kedua konduktor menimbulkan medan listrik di antara kedua pelat konduktor, di mana arah medan listrik adalah dari muatan positif ke muatan negatif. Selain itu, timbul juga beda potensial listrik di antara kedua konduktor tersebut, di mana konduktor bermuatan positif mempunyai potensial listrik lebih tinggi sedangkan konduktor bermuatan negatif mempunyai potensial listrik lebih rendah.

Dielektrik

Suatu kapasitor dapat berfungsi jika kedua pelat/lembar konduktor tidak saling bersentuhan sehingga muatan listrik tidak berpindah dari satu konduktor ke konduktor lainnya. Demikian juga agar muatan listrik tidak berpindah dari konduktor ke udara maka ruang di antara kedua konduktor harus hampa udara. Pada tulisan tentang kapasitor keping sejajar telah dibahas kapasitansi Kapasitor keping sejajar yang kedua pelatnya dipisahkan oleh ruang hampa udara. Kapasitansi kapasitor dalam ruang hampa udara mempunyai keterbatasan sehingga untuk memperbesar kapasitansi maka di antara kedua pelat/lembar konduktor ditempatkan dielektrik.

Pengertian kapasitor keping sejajar

Kapasitor keping sejajar adalah kapasitor yang terdiri dari dua keping atau pelat konduktor yang sejajar, masing-masing pelat mempunyai luas penampang (A) yang sama besar dan kedua pelat terpisah sejauh jarak tertentu (d), seperti pada gambar di samping kiri. Pada tulisan ini, anggap kedua pelat konduktor dipisahkan oleh ruang hampa. Pada gambar, salah satu pelat konduktor bermuatan positif (+Q) sedangkan pelat konduktor lainnya bermuatan negatif (-Q), di mana jumlah muatan listrik pada masing-masing pelat sama besar.

Pengertian kapasitansi

Gelas kecil dapat menampung sedikit air minum, sedangkan gelas besar dapat menampung lebih banyak air minum. Semakin besar volume gelas, semakin banyak air yang dapat ditampung. Jadi setiap gelas mempunyai kapasitas atau ukuran kemampuan menampung air. Seperti gelas, kapasitor juga mempunyai kemampuan menampung muatan listrik dan energi potensial listrik. Kapasitas kapasitor atau ukuran kemampuan suatu kapasitor menyimpan muatan listrik dan energi potensial listrik disebut kapasitansi.

Pengertian kapasitor

Pengertian kapasitor atau kondensator merupakan alat yang menyimpan muatan listrik dan energi potensial listrik. Kapasitor sederhana terdiri dari dua pelat atau lembar konduktor yang diletakkan berdekatan tetapi tidak saling bersentuhan dan dipisahkan oleh isolator atau ruang hampa udara. Konduktor merupakan bahan yang dapat menghantarkan arus listrik misalnya logam, sedangkan isolator merupakan bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik misalnya plastik.

Pengertian

Potensial listrik didefinisikan sebagai energi potensial per satuan muatan listrik. Misalkan ketika berada pada titik a, muatan q mempunyai energi potensial sebesar EP_a , maka potensial pada titik a dirumuskan sebagai berikut :

Keterangan : V = potensial listrik, EP = energi potensial listrik, q = muatan listrik.

V tidak hanya ada di titik a tetapi juga pada semua titik dalam medan listrik. Titik a digunakan sebagai contoh. Sebagaimana akan dijelaskan kemudian, nilainya tidak bergantung pada muatan q.

Energi potensial listrik

Sebelum mempelajari topik ini, terlebih dahulu pahami materi usaha fisika, gaya konservatif, muatan listrik, hukum Coulomb dan medan listrik.

Gaya listrik merupakan gaya konservatif

Selain gaya gravitasi dan gaya pegas, contoh gaya konservatif lainnya adalah gaya listrik. Agar lebih memahami mengapa gaya listrik disebut sebagai gaya konservatif, pahami penjelasan berikut.

Andaikan terdapat dua plat bermuatan listrik sebagaimana tampak pada gambar, plat kiri bermuatan positif dan plat kanan bermuatan negatif. Tanda panah di antara kedua plat merupakan garis-garis medan listrik yang keluar dari muatan positif menuju muatan negatif. Sebuah muatan positif berada di dekat plat bermuatan listrik positif.

Medan listrik oleh muatan tunggal

Untuk menghitung medan listrik yang dihasilkan oleh muatan tunggal positif, langkah pertama adalah memilih permukaan Gauss berbentuk bola berjari-jari r di mana pusat bola berada pada muatan tunggal tersebut. Luas permukaan bola adalah 4πr².

Medan listrik keluar dari pusat bola menembus secara tegak lurus permukaan bola sehingga rumus fluks listrik adalah Φ = E A. Rumus hukum Gauss adalah Φ = Q / ε_o

Medan listrik pada titik berjarak r dari muatan tunggal adalah :