Energi
yang tersimpan dalam sebuah kapasitor merupakan usaha untuk muatan
listrik. Demikian pula untuk mengisi kapasitor dari keadaan kosong
(nol) sampai bermuatan q diperlukan sejumlah energi. Besar
energi tersebut dirumuskan:
( 1 )
Karena
q = C . V maka berlaku :
dengan
:
W
= energi yang tersimpan ( joule )
V
= beda potensial
q
= jumlah muatan ( coulomb )
C
= kapasitas kapasitor ( farad )
Apabila
kapasitor keping sejajar mempunyai luas penampang A dan jarak
antara kedua keping adalah d, maka kapasitasnya dinyatakan:
Sementara
itu, medan listrik E dinyatakan dengan :
V
= E . d
Dengan Demikian,
Hasil kali luas keping A dan jarak antara kedua keping d
sama dengan volume kapasitor V, sehingga energi yang
tersimpan dalam kapasitor adalah:
( 2 )
Rapat energi listrik (ue) adalah energi per satuan
volume, maka:
Dengan :
ue = rapar energi ( J/m3 atau Jm-3
)
ε0
= permitivitas vakum (8,85 × 10 -12
C 2 /Nm 2 )
E = kuat medan listrik (N/C)
Rapat energi magnetik atau energi magnetik per satuan volume (um),
merupakan perbandingan antara energi yang tersimpan dalam solenoida
dengan volumenya.
( 3 )
dengan :
um = rapat energi magnetik (J/m3 )
B = kuat medan magnetik (Wb/m2 = tesla)
μ0
=
permeabilitas vakum (4 π × 10
-7 Wb/Am)