Kapasitor keping sejajar dengan luas keping 200 cm 2 dan jarak antara kepingnya 0,5 cm. Kapasitor berisi bahan dielektrik dengan permitivitas relative 5. Jika kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan 12 V, hitung Rapat energi dalam medan listrik!

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: A = 200 cm 2 = 2 ⋅ 1 0 − 2 m 2 d = 0 , 5 cm = 5 ⋅ 1 0 − 3 m ε r ​ = 5 V = 12 v Ditanya : rapat energi kapasitor ( υ ) 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 = d ε r ​ ε 0 ​ A ​ P ers amaan k u a t m e d an l i s t r ik d an p o t e n s ia l V = E d P ers amaan e n er g i ka p a s i t or W = 2 1 ​ C V 2 W = 2 1 ​ d ε r ​ ε 0 ​ A ​ V 2 P ers amaan r a p a t e n er g i ka p a s i t or υ = v o l W ​ υ = A d 2 1 ​ d ε r ​ ε 0 ​ A ​ V 2 ​ υ = 2 1 ​ ε r ​ ε 0 ​ ( d V ​ ) 2 υ = 2 1 ​ ⋅ 5 ⋅ 8 , 85 ⋅ 1 0 − 12 ( 5 ⋅ 1 0 − 3 12 ​ ) 2 υ = 12 , 55 ⋅ 10 − 5 J / m 3 Jadi, besar rapat energi kapasitor adalah 12 , 55 ⋅ 10 − 5 J / m 3