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:

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

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:

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

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:

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

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

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

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