Post on 06-Jul-2018
transcript
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
1/18
Chapter 5
Dielectrics and Capacitanceamien rahardjo
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
2/18
Bentuk Kapasitor
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
3/18
Definisi Dielektrik• Adalah sebuah ruang di antara dua pelat yang
memiliki kemampuan untuk menyimpan muatan
• Pada bahan ini tidak ada muatan bebas, namun adadipol yg tersusun acak
• Jika ditempatkan dekat medan listrik E o, maka dipoltersebut akan terpolarisasi
• Jika terpolarisasi, maka akan terbentuk muataninduksi σi, dan akan ada medan Eind• Muatan yang ada di dalamnya disebut bound charge, atau muatan yang tergantung faktor medaneksternal
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
4/18
Proses Kapasitansi
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
5/18
Persamaan Polarisasi
• Jika dituliskan secara matematis
• Momen dipol tiap satuan:
p = Qd
setelah terpolarisasi, maka dipol per satuan Vadalah :
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
6/18
• Sekarang jika dilihat muatan-muatan di dalamdielektrik yang melewati sebuah permukaan
• Jika ada suatu muatan positif yang melewati
maka akan mengarah ke atas tegak lurusterhadap , begitu juga sebaliknya, muatannegatif akan mengarah ke bawah
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
7/18
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
8/18
Jika melihat pada gambar tadi, maka jumlah muatan yang bergerak tiap satuan volume dapat dituliskan
dapat juga dituliskan
Kita anggap persamaan di atas adalah suatu persamaandalam permukaan tertutup dan mengarah keluar, maka jumlah penambahan muatan di dalam permukaan tertutupdapat dituliskan
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
9/18
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
10/18
dengan menggabungkan tiga persamaansebelumnya, didapat
dan didapat juga
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
11/18
Kemudian kita akan mencari hubungan adanata medanlistrik (E) dan polarisasi (P), hal ini diperlukan untuk menganalisis medan dan polarisasi di tiap medium yang
berbeda
Hubungan keduanya dituliskan dengan
dimana χ e merupakan kerentanan elektrik suatu material,dan berdasar persamaan yang sebelumnya, didapat
terakhir
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
12/18
12
Kapasitansi
Dua konduktor M1 dan M2 yangmemiliki muatan yang sama namn berlawanan, berada d tengah-tengahsebuah bahan dielektrik. Rasio muatan
pada salah satu konduktor terhadap beda potensial adalah kapasitansi (C)
the capacitance is independent of the
potential and the total charge, for their
ratio constant
C = measured in farads (F) - one coulomb per volt
C Q
V0
C
SEdot d
neg
pos
LEdot d
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
13/18
13
V0upper
lower
LEdot d
d
0
zS
d S
d
Q S S
C Q
V0
S
d
Kapasitansi
Kapasitansi untuk setiap
meter persegi luaspermukaan pelat adalahε/d
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
14/18
14
KapasitansiCoaxial Cable
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
15/18
15
Kapasitansi
Two concentric spheres
VabQ
4
1
a
1
bC
Q
Vab
4
1
a
1
b
6
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
16/18
16
KapasitansiParallel-plate capacitor – two dielectrics
C 1
1
C 1
1
C 2
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
17/18
17
Capacitance of A Two-Wire Line
VL
2ln
R 0
R
V
L
2 ln
R 10
R 1ln
R 20
R 2
L
2 ln
R 10 R2
R 20 R2
CL L
V
2 L
ln h
h2
b2
b
8/18/2019 5. Dielectrics and Capacitations
18/18
Terima Kasih…