kelasXIIIPA_Mudah_dan_aktif_belajar_fisika_Dudi..

4. Dielektrik pada Kapasitor
Di antara dua pelat keping pada kapasitor biasanya disisipi/dipasang
suatu bahan isolator yang disebut dielektrik. Bahan ini digunakan karena
dapat memperbesar nilai kapasitas kapasitor. Contoh bahan dielektrik
adalah kaca mika, kertas, dan karet.
Bahan dielektrik memiliki harga permitivitas yang berbeda dengan
harga permitivitas vakum. Berdasarkan Persamaan (4–28) dapat
diketahui bahwa permitivitas bahan # = # r # 0 sehingga kapasitas kapasitor
yang menggunakan bahan dielektrik adalah
C
A
#
d
= atau C = r 0
A
# # (4–29)
d
Dengan memerhatikan Persamaan (4–28) dan Persamaan (4–29)
didapat hubungan kapasitor tanpa dielektrik dan kapasitor dengan bahan
dielektrik adalah sebagai berikut.
Contoh 4.14
C = # C
r
0
(4–30)
Sebuah kapasitor keping sejajar, luas tiap keping = 400 cm 2 dan terpisah 2 mm satu
sama lain. Beda potensial di antara keping = 2.000 volt. Kemudian, kapasitor dilepas
dari sumber tegangan dan ruang di antara keping diisi dengan dielektrikyang memiliki
permitivitas relatif bahan # = 50. Hitunglah:
a. kapasitas mula-mula (C 0 );
b. muatan q pada tiap keping;
c. kuat medan listrik E sebelum diberi bahan dielektrik;
d. kapasitas kapasitor C setelah disisipi bahan dielektrik;
e. permitivitas dielektrik yang digunakan (# );
f. beda potensial keping V' setelah diberi bahan dielektrik;
g. kuat medan listrik E' setelah diberi muatan dielektrik.
Jawab:
Diketahui:
# 0 = 8,85 × 10 –12 C2 /Nm2 ;
d = 2 mm = 2 × 10 –3 m;
A = 400 cm2 = 4 × 10 –2 m2 ;
V = 2.000 V;
# = 50.
a.
&2
2
A
&12 11
( ) 3 4 10 m 4
&
C0
= # 0 = 8,85 × 10
×
5 17,7 10 F
&3
2 6 = ×
d
7 2× 10 m 8
b. q = C V = (17,7× 10 0 –11 F) (2.000 V) = 35,4 × 10 –8 C
c.
d.
2.000 V 6
10 V/m
&3
E = V = =
d 2× 10 m
# = C
C
r
0
C = r 0 C # = 50 (17,7× 10–11 F) = 8,85 × 10 –9 F
e. # = # r#
0 = 50 (8,85 × 10 –12 C2 /Nm2 ) = 4,425 × 10 –10 C2 /Nm2 Tugas Anda 4.3
Mengapa dielektrik tidak
menggunakan bahan konduktor?
Coba tanya pada guru Anda atau cari
informasi dari internet.
Ingatlah
Jika permitivitas dielektrik
disisipkan di antara keping kapasitor,
kapasitas dan beda potensialnya
berubah, tetapi muatannya (q) tetap.
Medan Listrik, Potensial Listrik, dan Kapasitor 95