SOAL PENYELESAIAN RANGKAIAN KAPASITOR SERI DAN PARALEL KELAS 12

Soal dan Penyelesaian Fisika - lagi ini kita akan menjawab DUA pertanyaan dari pembaca Soal dan Penyelesaian Fisika, tentang Rangkaian Kapasitor materi kelas 12 SMA.
SOAL PENYELESAIAN KAPASITOR SERI DAN PARALEL KELAS 12
Ini Pertanyaannya....
SOAL PENYELESAIAN RANGKAIAN KAPASITOR
Soal no. 1. Empat buah kapasitor tersusun seperti gambar.
SOAL PENYELESAIAN KAPASITOR SERI DAN PARALEL
C1 = 300 μF, C2 = 400 μF, C3 = 500 μF dan C4 = 600 μF. Jika rangkaian dihubungkan beda potensial 80volt maka tentukan :
a. Kapasitas pengganti,
b. beda potensial Vab dan Vbc?
c. muatan yang tersimpan di masing-masing kapasitor,
Penyelesaian Fisika:
a. Kapasitas Pengganti:
Kapasitor C1, C2, C3 diparalel: C123=C1+C2+C3C123=300μ+400μ+500μC123=1200μFKapasitor C123, seri dengan C4, maka Kapasitas Pengganti menjadi:1Ct=1C123+1C41Ct=11200μ+1600μ1Ct=31200μCt=400μF 
Muatan total pada rangkaian: Qt=Ct.VQ=400μ(80)Q=3200μC
Karena C123 seri dengan C4 maka:Q123=Q4=Qt=32.000μC b. Beda Votensial bc (Vbc): Vbc=V4=Q4C4Vbc=V4=32000μ600μVbc=53,33Volt 
Beda votensial ab (Vab): Vab=V123=VVbcVab=V123=8053,33Vab=26,67Volt
Karena C1, C2, C3 diparalel maka V1=V2=V3=V123 = 26,67Volt
c. Muatan pada masing-masing kapasitor:Q4=Qt=32.000μCQ1=C1.V1Q1=300μ.(26,67)=8000μCQ2=C2.V2Q2=400μ.(26,67)=10668μCQ3=C3.V3Q3=500μ.(26,67)=13330μC

Soal no.2. Empat buah kapasitor dirangkai seperti pada gambar. 
SOAL PENYELESAIAN KAPASITOR SERI DAN PARALEL
Jika beda potensialnya 12 V, tentukan:
a. kapasitas kapasitor penggantinya,
b. beda potensial listrik pada masing-masing kapasitor!
c. besar energi rangkaian tersebut!
Penyelesaian Fisika:
Kapasitor C1, seri dengan C2, maka: 1C12=1C1+1C21C12=12μ+14μ1Ct=34μCt=43μF
Kapasitor C3, seri dengan C4, maka: 1C34=1C3+1C41C34=13μ+16μ1Ct=36μCt=2μF
Kapasitor C12 paralel dengan  C34 maka kapasitas pengganti:  Ct=C12+C34Ct=43μ+2μCt=103μC
Muatan pada C1 dan C2Q12=Q1=Q2=C12V=4μ3×12=16μCMuatan pada C3 dan C4:Q34=Q3=Q4=C34V=2μ×12=24μC 
b. Beda votensial pada masing-masing kapasitor:  V1=Q1C1=16μ2μ=8voltV2=Q2C2=16μ4μ=4voltV3=Q3C3=24μ3μ=8voltV4=Q4C4=24μ4μ=6volt
c.  Energi pada rangkaian:  E=12C.V2=12(10μ3)122=240μJoule