SOAL DAN PENYELESAIAN RANGKAIAN KAPASITOR 12 IPA

Soal dan Penyelesaian Fisika - Sebelumnya, kita sudah belajar tentang Kapasitor pada artikel LISTRIK STATIS: Rangkaian Kapasitor - Teori, Soal, Penyelesaian, Kami sarankan untuk mengulanginya kembali.

Kali ini kita membahas tambahan soal untuk melengapi artikel tersebut, yaitu soal-soal rangkaian kapasitor yang disusun seri dan paralel serta rangkaian gabungan seri dan paralel dari tingkat dasar. Semoga bermanfaat..

1. Sebuah kapasitor memiliki kapasitas kapasitor sebesar C ketika bahan dielektriknya adalah udara.

Jika kemudian bahan dielektriknya diisi dengan sebuah bahan yang memiliki konstanta dielektrik 1,5, maka besar kapasitasnya sekarang adalah ?
Jawaban Fisika Pak Dimpun:

$\small \\k=\frac{C^{'}}{C}\\C^{'}=k\times C\\C^{'}=1,5C$

---

2. Sebuah kapasitor keping sejajar dipasang pada beda potensial 12 V, diketahui jarak antar keping 1 mm dan luas keping kapasitor 10 cm²;.
Tentukan :
a. Besar medan listrik antara dua keping;
b. Besar muatan pada keping kapasitor, jika diketahui
c. Perkiraan jumlah elektron pada salah satu keping.
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
a. Besar medan listrik di dalam kapasitor

$E=\frac{V}{d}\\E=\frac{12}{{{10}^{-3}}}\\E=1200\text{ N/C}$

b. Besar muatan per satuan luas (rapat muatan)

$\sigma =E{{\varepsilon }_{o}}\\\sigma=12000\times 8,85\times {{10}^{-12}}\\\sigma =1,062\times {{10}^{-7}}\text{ C/}{{\text{m}}^{2}}$

c. Besar muatan pada keping kapasitor

$Q=\sigma A\\Q=1,062\times {{10}^{-7}}\times {{10}^{-3}}\\Q=1,062\times {{10}^{-11}}\text{ C}$

d. Banyaknya elektron pada keping kapasitor

$n=\frac{Q}{e}\\n=\frac{1,062\times {{10}^{-11}}}{1,6\times {{10}^{-19}}}\\n=66.375.000$

---

3. Dua buah kapasitor, kapasitor pertama memiliki kapasitansi 1uF kapasitor kedua memiliki kapasitansi 2 uF dirangkaikan paralel dan dihubungkan pada sumber tegangan 2 volt tentukanlah :
a. Besar kapasitas pengganti;
b. Besar muatan pada kapasitor 1 dan kapasitor 2;
c. Besar muatan total;
d. Besar energi pada masing-masing kapasitor;
e. Besar beda potensial pada masing masing kapasitor !
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Besar kapasitas pengganti

$\small \\C_{tot}=C_1+C_2\\C_{tot}=1\mu +2\mu =3\mu F$

Besar muatan pada kapasitor 1 dan kapasitor 2

$\small \\Q_{1}=C_1\times V_1\\Q_{1}=1\mu \times 2 =2\mu C\\ \\Q_{2}=C_2\times V_2\\Q_{2}=2\mu \times 2 =4\mu C$

Besar muatan total

$\small \\Q_{tot}=Q_1+ Q_1\\Q_{tot}=2\mu + 4\mu =6\mu C\\$

Besar energi pada masing-masing kapasitor

$\small \\E_{1}=\frac{1}{2}C_1.V_{1}^{2}\\E_1=\frac{1}{2}.1\mu .2^{2}=2\mu J\\ \\E_{2}=\frac{1}{2}C_2.V_{2}^{2}\\E_2=\frac{1}{2}.2\mu .2^{2}=4\mu J\\$

Besar energi total pada rangkaian>

$\small \\E_{tot}=E_1+E_2\\\\E_{tot}=2\mu +4\mu =6\mu J$

---

4. (Coba jawab sendiri ya...) Dua buah kapasitor masing-masing memiliki kapasitansi 2uF disusun seri lalu dihubungkan pada sumber tegangan 6 volt tentukanlah :
a. Besar kapasitas pengganti;
b. Besar muatan pada kapasitor;
c. Beda potensial pada masing-masing kapsitor;
d. Besar energi pada masing-masing kapasitor;
e. Besar energi total pada rangkaian !
Jawaban Fisika dari kamu......