Pada topik sebelumnya, kalian telah belajar tentang susunan kapasitor. Pada topik ini, kalian akan belajar tentang energi dalam kapasitor. Apa sih energi dalam kapasitor itu? Bagaimana kalian mengetahui besar energi yang dapat disimpan kapasitor. Nah, jangan bingung berikut ini analoginya.
Tentu sebagai besar dari kalian memiliki ponsel pintar kan? Semakin canggih suatu ponsel, semakin tinggi konsumsi energinya. Pernahkah ponsel kalian mengalami lowbat? Saat terjadi lowbat, alat apa yang kalian gunakan untuk mengisi kembali baterainya? Ya, di zaman sekarang ini, kalian tidak perlu repot-repot mencari stop kontak PLN untuk mengisinya karena cukup menggunakan power bank. Power bank adalah perangkat portable yang berfungsi untuk menyimpan energi listrik. Energi tersebut disimpan dalam bentuk muatan. Keadaan tersebut menggambarkan fungsi suatu komponen yang bernama kapasitor. Kapasitor adalah komponen listrik yang berfungsi untuk menyimpan muatan. Nah, kalian mau tahu lebih jelasnya bagaimana kapasitor mampu menyimpan energi dan seberapa besar energi yang mampu disimpan? simak ulasan berikut.
Suatu kapasitor memiliki energi potensial di dalamnya. Jika salah satu muatan di dalam kapasitor mula-mula diam, lalu bergerak dari satu keping ke keping lainnya, maka energi potensialnya akan semakin besar (selama muatan masih bergerak). Selanjutnya, kalian akan menghitung jumlah energi yang tersimpan di dalam kapasitor.

Sebuah kapasitor keping sejajar mula-mula tidak bermuatan, sehingga beda potensial awal antara kedua keping sama dengan nol. Kemudian, kapasitor dihubungkan dengan baterai dalam waktu tertentu untuk menyimpan muatan di dalamnya. Muatan yang tersimpan dalam kapasitor dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu besar muatan, kapasitansi, dan beda potensial sumber tegangan. Pertanyaan selanjutnya, seberapa besar energi yang mampu disimpan oleh suatu kapasitor? Untuk menghitung besar energi yang tersimpan di dalam kapasitor, gunakan persamaan berikut.

$W = \frac{1}{2} \frac{q^{2}}{C} = \frac{1}{2} q V = \frac{1}{2} C V^{2}$

Keterangan:
W = energi dalam kapasitor (J);
q = muatan listrik (C);
C = kapasitas kapasitor; dan
V = beda potensial sumber tegangan (V).

Untuk meningkatkan pemahaman tentang energi dalam kapasitor, cermati contoh soal berikut ini.

Contoh Soal

Dua kapasitor 3μF dan 5μF disusun seri dengan beda potensial 110 V. Berapakah energi yang tersimpan dalam susunan kapasitor tersebut?
Penyelesaian
Diketahui:
C1 = 3μF , C2 = 5μF
V = 110 volt
Ditanyakan:
Jawab:
Langkah pertama, kalian cari nilai kapasitas pengganti susunan kapasitor tersebut. Oleh karena dua buah kapasitor disusun seri, maka kapasitas penggantinya adalah

$\frac{1}{C_{S}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}}$

$\frac{1}{C_{S}} = \frac{1}{3} + \frac{1}{5}$

$\frac{1}{C_{S}} = \frac{5 + 3}{15} = \frac{8}{15}$

$C_{s} = \frac{15}{8} μ F = \frac{15}{8} \times 10^{- 6} F$

Besar energi yang tersimpan pada kapasitor yang disusun seri.

$W = \frac{1}{2} C V^{2}$

$W = \frac{1}{2} \times \frac{15}{8} \times 10^{- 6} \times (110)^{2}$

$W = 11343, 75 \times 10^{- 6}$

$W = 1, 13 \times 10^{- 2}$ J

Jadi, energi yang tersimpan dalam kapasitor tersebut adalah 1,13 x 10-2 J.

materi fisika kelas 12

Kamis, 03 Agustus 2017

energi dalam kapasitor

$W = \frac{1}{2} \frac{q^{2}}{C} = \frac{1}{2} q V = \frac{1}{2} C V^{2}$

Contoh Soal

$\frac{1}{C_{S}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}}$

$\frac{1}{C_{S}} = \frac{1}{3} + \frac{1}{5}$

$\frac{1}{C_{S}} = \frac{5 + 3}{15} = \frac{8}{15}$

$C_{s} = \frac{15}{8} μ F = \frac{15}{8} \times 10^{- 6} F$

$W = \frac{1}{2} C V^{2}$

$W = \frac{1}{2} \times \frac{15}{8} \times 10^{- 6} \times (110)^{2}$

$W = 11343, 75 \times 10^{- 6}$

$W = 1, 13 \times 10^{- 2}$ J

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Hukum Kekekalan Mekanik dan Medan Listrik

Laporkan Penyalahgunaan

kedlinjcu

exo