Kekemuatan

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

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

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

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

Tenaga

Tenaga (dalam joule) yang disimpan di dalam pemuat adalah sama dengan kerja yang dibuat untuk mengecasnya. Andaikan kekemuatan, 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 kekemuatan dalam farad

Tenaga disimpan dalam pemuat boleh dikira dengan mengamirkan persamaan ini. Bermula daripada kekemuatan 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_{mengecas}=\int _{0}^{Q}{\frac {q}{C}}\,\mathrm {d} q={\frac {1}{2}}{\frac {Q^{2}}{C}}={\frac {1}{2}}CV^{2}=W_{disimpan}

Dengan mengganbungkan persamaan ini dengan persamaan untuk kekemuatan pemuat plat pertama, kita dapat:

W_{disimpan}={\frac {1}{2}}CV^{2}={\frac {1}{2}}\epsilon {\frac {A}{d}}V^{2}

.

di mana

W merupakan tenaga dalam joule

C merupakan kekemuatan dalam farad

V merupakan beza keupayaan dalam volt

Lihat juga