Kapasitas kapasitor saat diantara kedua kepingnya kosong sebesar 50 pF. Kapasitor kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan 9 volt. Tanpa melepas baterai, diantara kedua keping kemudian disisipkan bahan dielektrik ε r = 4. Tentukan perubahan energi yang tersimpan setelah disisipkan bahan dielektrik!

Pembahasan

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 ). Kapasitor merupakan salah satu komponen listrik yang berbentuk keping sejajar dan berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Muatan yang tersimpan di dalam kapasitor berbanding lurus dengan beda potensialnya. Sebuah kapasitor yang bermuatan memiliki potensial yang tersimpan di dalamnya. Jika salah satu muatannya dibebaskan mulai dari keadaan diam dari satu keping ke keping lainnya, maka energi potensialnya semakin besar selama muatan itu berpindah. Diketahui: C 0 ​ = 50 pF = 5 ⋅ 1 0 − 11 F V = 9 v ε r ​ = 4 Ditanya: perubahan energi kapasitor ( Δ W ) Jawaban: P ers amaan ka p a s i t a s ka p a s i t or d e n g an d i e l e k t r ik C = ε r ​ C 0 ​ C = 4 ⋅ 5 ⋅ 1 0 − 11 C = 20 ⋅ 1 0 − 11 F P ers amaan e n er g i ka p a s i t or W = 2 1 ​ C V 2 P er u bahan E n er g i ka p a s i t or Δ W = W − W 0 ​ Δ W = 2 1 ​ V 2 ( C − C 0 ​ ) Δ W = 2 1 ​ ⋅ 9 2 ⋅ ( 20 ⋅ 1 0 − 11 − 5 ⋅ 1 0 − 11 ) Δ W = 2 1 ​ ⋅ 9 2 ⋅ 15 ⋅ 1 0 − 11 Δ W = 607 , 5 ⋅ 10 − 11 J Jadi, besar perubahan energi kapasitor adalah 607 , 5 ⋅ 10 − 11 J