Jika sebuah kapasitor yang diberikan muatan listrik yang terjadi adalah timbul beda potensial diantara kedua keping sejajarnya. Beda potensial yang semual nol ketika belum dialiri muatan listrik kini mejadi tidak nol. V mula-mula V = 0 dan V setelah kapasitor dialiri arus listrik adalah V = Q/C (ingat rumus kapasitas kapasitor). Jika ada dua keping makan beda potensial rata-rata pada masing-masing keping besarnya adalah
Vr = 1/2 Q/C
Pada saat kedua keping dialiri muatan listrik terjadi perpindahan muatan dari keping yang satu ke keping yang lain. Untuk memindahkan muatan listrik tersebut diperlukan sejumlah energi yang besarnya bisa dihitung menggunakan rumus:
W = Vr.Q
W = 1/2 Q/C. Q
W = ½ Q2/C
Karena C = Q/V maka
W = ½ QV atau W = ½ CV2
usaha yang telah dipakai untukpemberian muatan itu kemudian akan disimpan oleh kapasitor sebagai energi. Jadi energi yang tersimpan dalam kapasitor dirumuskan
| W = ½ Q2/C = ½ QV = ½ CV2 |
W = energi yang tersimpan dalam kapasitor (Joule)
Q = muatan kapasitor (Coulomb)
C = kapasitas kapasitor pengganti (Farad)
V = tengangan kapasitor (V)
Contoh Soal
Dua buah kapasitor masing-masing 6 μF disusun seri dengan beda potensial 100 V. Berapa energi yang tersimpan dalam sistem tersebut?
Jawab:
Kita cari dulu kapasitas kapasitor pengganti untuk rangkaian seri tersebut
Cs = 6/2 = 3 μF = 3 x 10-6 F
Energi yang tersimpan dalam sistem:
W = ½ Cs V2
W = ½ . 3 x 10-6 . (100)2
W = ½ . 3 x 10-6 . 104
W = 1,5 x 10-2 Joule