Penjelasan mengenai Rapat Energi Listrik dan Magnetik

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 (u_e) adalah energi per satuan volume, maka:

Dengan :

u_e = 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 (u_m), merupakan perbandingan antara energi yang tersimpan dalam solenoida dengan volumenya.

( 3 )

dengan :

u_m = rapat energi magnetik (J/m³ )

B = kuat medan magnetik (Wb/m² = tesla)

μ₀ = permeabilitas vakum (4 π × 10 ^-7 Wb/Am)