Soal dan Pembahasan Kapasitor | Fisika

Di dawah ini terdapat beberapa contoh soal rangkaian kapasitor yang disusun seri dan paralel serta rangkaian gabungan seri dan paralel yang bisa membantu para pembaca untuk memahami dan mempelajari soal rangkaian kapasitor dari tingkat dasar.

Dua buah kapasitor dirangkai seperti pada gambar diatas, kapasitor pertama memiliki kapasitansi 3 mikrofarad kapasitor kedua memiliki kapasitansi 6 mikrofarad dirangkaikan seri dan dihubungkan pada sumber tegangan 3 volt tentukanlah :
a. Besar kapasitas pengganti;
b. Besar muatan pada kapasitor 1 dan kapasitor 2;
c. Beda potensial pada kapasitor 1 dan beda potensial pada kapasitor 2;
d. Besar energi pada masing-masing kapasitor;
e. Besar energi total pada rangkaian !
Jawab
Besar kapasitas pengganti atau kapasitas total pada rangkaian untuk susunan seri adalah

Masukan nilai kapasitasnya pada rumus diatas

Kemudian hitung

Dan didapat nilai kapasitas pengganti atau nilai kapasitas kapasitor total pada rangkaian adalah

C_tot = (6/3) = 2 μF

Besar muatan pada masing-masing kapasitor

Susunan kapasitor diatas adalah susunan seri besar muatan pada kapasitor satu dan pada kapasitor dua adalah sama untuk susunan kapasitor seri yaitu

Besar beda Postensial pada masing-masing kapasitor

Besar energi pada masing-masing kapasitor

Untuk menghitung energi kapasitor bisa kita gunakan rumus energi kapasitor

Besar energi total pada rangkaian adalah

Besar energi total pada rangkaian bisa dihitung dari besar muatan total dan besar beda potensial sumber rangkaian

Besar energi total pada rangkaian bisa dihitung juga dari jumlah energi pada masing masing kapasitor, energi pada kapasitor 1 dijumlah dengan energi pada kapasitor 2 jumlah energi totalnya akan sama dengan yang dihitung dari jumlah kapasitas total rangkaian dan beda potensial sumber rangkaian.

2.Tiga buah kapasitor yang memiliki kapasitas 2µF, 3µF, 6µF tersusun secara seri. Hitunglah berapa besar kapasitas total dari ketiga kapasitor tersebut!

Pembahasan:

Diketahui:

C1 = 2µF

C2 = 3µF

C3 = 6µF

Kapasitor tersusun secara seri

Ditanya : Kapasitas Total = … ?

Gunakan Rumus Kapasitor Seri

Contoh Soal dan Pembahasan Kapasitor Seri

Jadi , besar kapasitor total dari ketiga resistor tersebut jika dirangkai secara seri adalah 1 µC

3. Empat buah kapasitor identik yang memiliki besar masing-masing 16 µF tersusun secara seri. Jika keempat kapasitor tersebut dihubungkan dengan sebuah baterai 12 Volt. Tentukan besar kapasitas kapasitor total dan muatan listrik pada keempat resistor?

Pembahasan:
Diketahui:
C1 = C2 = C3 = C4 = 16 µF
Vs = 12 Volt
Ditanya : Muatan Listrik Pada Keempat Kapasitor?

#Menghitung Kapasitas Kapasitor Total
Karena Kapasitor Tersusun Secara Seri, maka Rumus Kapasitor Seri adalah

Jadi, besarnya kapasitor total adalah 4 µF atau 4 . 10^-6 F

#Menentukan Muatan Pada Tiap Kapasitor
Muatan pada kapasitor yang tersusun secara seri adalah sama dengan muatan total kapasitor

Jadi, muatan listrik pada keempat kapasitor adalah 48 µC

4. Sebuah baterai memiliki tegangan 24 Volt, kemudian baterai ini dihubungkan secara seri dengan 3 kapasitor identik (memiliki besar yang sama). Jika muatan total pada rangkaian ini adalah 12 µC. Tentukan besar dari masing-masing kapasitor?

Pembahasan:
Diketahui:
Vs = 24 Volt
C1 = C2 = C3 = C (Kapasitor identik)
Qt = 12 µC (Muatan Total)
Ditanya : C = ….?

Langkah 1 : Menentukan besar kapasitor total rangkaian

Langkah 2 : Karena resistor tersusun secara seri, maka besar kapasitor total adalah

Jadi, besar masing-masing kapasitor adalah 1,5 µF

5. Dua buah kapasitor C1 = 4 µF dan C2 = 12 µF yang dirangkaikan secara seri dengan sebuah baterai. Jika diketahui muatan total rangkaian adalah 24 µC, tentukan besar tegangan baterai?

Pembahasan:
Diketahui:
C1 = 4 µF
C2 = 12 µF
Qt = 24 µC (Muatan Total)
Ditanya : Vs = ….?

Cara 1
Langkah pertama mencari nilai kapasitor total. Karena kapasitor tersusun secara seri, maka

Setelah diperoleh tegangan total, maka dengan mudah kita menghitung tegangan baterai

Cara 2
Gunakan Hukum 2 Kirchoff

Jadi, besar tegangan baterai adalah 8 Volt

Artikel Lainnya