Kapasitans

Kapasitans merupakan cas elektrik yang disimpan (atau dipisah) untuk keupayaan elektrik tertentu. Alat yang paling biasa digunakan untuk menyimpan cas ialah kapasitor.

Kalau cas pada plat kapasitor ialah +Q dan -Q masing-masing, dan V merupakan beza keupayaan antara plat, kapasitor diberi sebagai:

$C={\frac {Q}{V}}$$C={\frac {Q}{V}}$

Unit SI bagi kapasitans ialah farad (F). 1 farad = 1 koulomb per volt

Tenaga

Tenaga (dalam joule) yang disimpan di dalam kapasitor adalah sama dengan kerja yang dibuat untuk mengecasnya. Andaikan kapasitans, C menyimpan cas +q pada satu plat, dan -q pada plat lain. Menggerakkan cas dq dari satu plat ke plat yang lain melawan beza keupayaan V = q/C memerlukan kerja dW:

$\mathrm {d} W={\frac {q}{C}}\,\mathrm {d} q$$\mathrm {d} W={\frac {q}{C}}\,\mathrm {d} q$

di mana

W ialah kerja dalam joule

q ialah cas dalam koulomb

C ialah farad dalam farad

Tenaga disimpan dalam kapasitor boleh dikira dengan mengamirkan persamaan ini. Bermula daripada kapasitans tidak dicas (q = 0) dan menggerak cas dari satu plat ke plat yang lain sehingga kedua-dua plat mempunyai cas +Q dan -Q masing-masing memerlukan kerja, W:

$W_{charging}=\int _{0}^{Q}{\frac {q}{C}}\,\mathrm {d} q={\frac {1}{2}}{\frac {Q^{2}}{C}}={\frac {1}{2}}CV^{2}=W_{stored}$$W_{charging}=\int _{0}^{Q}{\frac {q}{C}}\,\mathrm {d} q={\frac {1}{2}}{\frac {Q^{2}}{C}}={\frac {1}{2}}CV^{2}=W_{stored}$

Dengan mengganbungkan persamaan ini dengan persamaan untuk kapasitans kapasitor plat pertama, kita dapat:

$W_{stored}={\frac {1}{2}}CV^{2}={\frac {1}{2}}\epsilon {\frac {A}{d}}V^{2}$$W_{stored}={\frac {1}{2}}CV^{2}={\frac {1}{2}}\epsilon {\frac {A}{d}}V^{2}$ .

di mana

W merupakan tenaga dalam joule

C merupakan kapasitans dalam farad

V merupakan beza keupayaan dalam volt

Lihat juga

• Kapasitor
• Keelektromagnetan
• Elektrik
• Elektronik
• Induktor