Kapasitor keping sejajar

Pengertian kapasitor keping sejajar

Kapasitor keping sejajar 1Kapasitor 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.

Adanya perbedaan jenis muatan listrik pada kedua pelat konduktor menimbulkan medan listrik dan beda potensial listrik di antara kedua pelat tersebut. Pelat bermuatan positif mempunyai potensial listrik lebih tinggi sedangkan pelat bermuatan negatif mempunyai potensial listrik lebih rendah. Sebagaimana telah dijelaskan pada tulisan mengenai potensial listrik, jika ada beda potensial listrik antara kedua pelat kapasitor maka ada energi potensial listrik pada kapasitor tersebut. Energi potensial listrik yang tersimpan pada kapasitor mempunyai banyak kegunaan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitansi kapasitor keping sejajar

Kapasitor keping sejajar 2Kapasitor pada mulanya tidak bermuatan listrik atau bersifat netral secara kelistrikan. Agar menjadi bermuatan maka dilakukan pengisian muatan pada kapasitor dengan cara menghubungkan kapasitor dengan sumber tegangan seperti baterai menggunakan kabel. Salah satu pelat konduktor dihubungkan ke kutub positif baterai sedangkan pelat konduktor lain dihubungkan ke kutub negatif baterai.

Ingat bahwa muatan sejenis tolak menolak sedangkan muatan tak sejenis tarik menarik. Elektron bermuatan negatif dan mudah bergerak karena berada di permukaan atom, sebaliknya proton bermuatan positif dan tidak bisa bergerak karena berada pada inti atom. Jika pada pelat konduktor jumlah proton lebih banyak daripada elektron maka pelat bermuatan positif, sebaliknya bila jumlah elektron lebih banyak daripada proton maka pelat bermuatan negatif.

Setelah kapasitor dihubungkan dengan baterai, kutub positif baterai bermuatan positif sehingga menarik elektron dari pelat konduktor sedangkan kutub negatif baterai bermuatan negatif sehingga menolak elektron ke pelat konduktor. Perpindahan elekton antara baterai dengan pelat konduktor menyebabkan pelat konduktor yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan pelat konduktor yang menerima elektron menjadi bermuatan negatif. Perpindahan elektron terhenti setelah beda potensial listrik antara kedua pelat konduktor, sama dengan beda potensial listrik antara kedua kutub baterai.

Kapasitor berfungsi menyimpan muatan listrik dan energi potensial listrik. Ukuran kemampuan kapasitor menyimpan muatan listrik dan energi potensial listrik disebut kapasitansi. Semakin banyak muatan listrik yang tersimpan sehingga energi potensial listrik yang tersimpan juga semakin besar, maka semakin besar kapasitansi kapasitor tersebut. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kapasitansi kapasitor keping sejajar ?

– Luas permukaan pelat konduktor

Kapasitor keping sejajar menyimpan muatan listrik pada pelat konduktor. Jika luas permukaan pelat kecil maka muatan listrik yang tersimpan sedikit, sebaliknya apabila luas permukaan pelat besar maka muatan listrik yang tersimpan banyak. Semakin banyak muatan listrik yang tersimpan pada pelat konduktor, semakin besar energi potensial listrik yang dimiliki oleh kapasitor. Jadi semakin besar energi potensial listrik pada kapasitor, semakin besar kapasitansi kapasitor tersebut. Berdasarkan ulasan ini maka disimpulkan kapasitansi kapasitor (C) sebanding dengan luas permukaan pelat konduktor (A).

– Jarak antara kedua pelat konduktor
Perpindahan elektron terhenti setelah beda potensial antara kedua pelat konduktor sama dengan beda potensial kedua kutub baterai. Bagaimana caranya agar muatan listrik pada kedua pelat konduktor bertambah banyak ? Salah satu caranya adalah memperkecil jarak antara kedua konduktor (perkecil d). Ketika kedua konduktor didekatkan, jumlah muatan listrik tetap sehingga medan listrik yang dihasilkan muatan listrik bernilai tetap. Berdasarkan persamaan V = E d, ketika medan listrik (E) konstan, beda potensial listrik (V) berkurang jika jarak antara kedua pelat konduktor berkurang (d).

Beda potensial antara kedua pelat konduktor berkurang sehingga lebih kecil dari beda potensial antara kedua kutub baterai. Hal ini menyebabkan perpindahan elektron lagi hingga muatan listrik masing-masing pelat konduktor bertambah. Perpindahan elektron terhenti setelah beda potensial antara kedua pelat sama dengan beda potensial antara kedua kutub baterai.

Ketika jarak antara kedua pelat konduktor diperkecil, muatan listrik pada masing-masing pelat bertambah sehingga energi potensial listrik pada kapasitor juga bertambah. Bila energi potensial listrik pada kapasitor bertambah maka kapasitansi kapasitor juga bertambah. Jika jarak diperkecil maka muatan bertambah sehingga kapasitansi bertambah, apabila jarak diperbesar maka muatan berkurang sehingga kapasitansi berkurang. Dapat disimpulkan bahwa kapasitansi kapasitor (C) berbanding terbalik dengan jarak antara kedua pelat konduktor (d).

Persamaan kapasitansi kapasitor keping sejajar

Sebelumnya telah dijelaskan hal-hal yang mempengaruhi nilai kapasitansi kapasitor keping sejajar. Nilai kapasitansi dapat diketahui secara jelas melalui perhitungan menggunakan persamaan. Dalam tulisan tentang menentukan medan listrik menggunakan hukum Gauss, telah dibahas rumus untuk menghitung medan listrik di dekat pelat konduktor bermuatan listrik adalah E = σ/εo, di mana σ = Q/A sehingga persamaan medan listrik berubah menjadi E = Q/A : εo = Q/A x 1/εo = Q/Aεo. Persamaan potensial listrik adalah V = E d, di mana E = Q/Aεo sehingga persamaan berubah menjadi V = Qd/Aεo. Persamaan kapasitansi adalah C = Q/V, di mana V = Qd/Aεo sehingga persamaan kapasitansi berubah menjadi C = Q : Qd/Aεo = Q x Aε/Qd = Aεo/d.

Berdasarkan persamaan kapasitansi C = A ε/ d dapat disimpulkan kapasitansi (C) sebanding dengan luas permukaan (A) dan berbanding terbalik dengan jarak (d) antara kedua pelat konduktor.

Keterangan rumus : E = medan listrik, σ = kerapatan muatan, εo = permitivitas ruang hampa = 8,85 x 10-12 F/m, Q = muatan listrik, A = luas permukaan pelat konduktor, V = beda potensial listrik.

(Ukuran kertas : F4, Jumlah halaman : 36)

Materi Pembelajaran :

  1. Muatan Listrik
  2. Hukum Coulomb
  3. Medan Listrik
  4. Fluks Listrik
  5. Hukum Gauss
  6. Energi Potensial Listrik
  7. Potensial Listrik
  8. Kapasitor
Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

error: