Fisikastudycenter.com - Contoh Soal dan Pembahasan Kapasitor Materi Fisika Kelas 3 SMA (XII). Mencakup kapasitas kapasitor keping sejajar, kapasitor bola berongga, hubungan antara muatan, tegangan, kapasitas kapasitor, susunan seri kapasitor juga energi yang tersimpan dalam kapasitor.Soal No. 1Perhatikan gambar berikut, 3 buah kapasitor X, Y dan Z disusun seperti gambar. Jika saklar S ditutup tentukan : a) Nilai kapasitas kapasitor pengganti rangkaianb) Muatan yang tersimpan dalam rangkaianc) Muatan yang tersimpan dalam kapasitor Z menurut prinsip rangkaian serid) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Ze) Beda potensial ujung- ujung kapasitor Xf) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Yg) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Xh) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Yi) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Z j) Energi yang tersimpan dalam rangkaiank) Energi yang tersimpan pada kapasitor Xl) Energi yang tersimpan pada kapasitor Ym) Energi yang tersimpan pada kapasitor Z

(Sumber gambar dan angka : Soal Ujian Nasional Fisika SMA 2007/2008)Pembahasana) Paralel antara kapasitor X dan Y didapatkan kapasitor ekivalennya namakan Cxy :

Sekarang rangkaian menjadi lebih sederhana yaitu terdiri dari Cxy yang diseri dengan Cz yang menghasilkan kapasitas pengganti namakan Ctot :

b) Muatan yang tersimpan dalam rangkaian namakan Qtot

c) Muatan yang tersimpan dalam kapasitor Z namakan Qz

Untuk rangkaian kapasitor seri berlaku :

d) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Z namakan Vz

e) Beda potensial ujung-ujung kapasitor X dan kapasitor Y adalah sama karena dirangkai paralel

f) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Y sama dengan X

g) Muatan yang tersimpan pada kapasitor X saja (bukan gabungan antara X dan Y, sehingga hasilnya tidak akan sama dengan Ctot)

h) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Y

i) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Z

j) Energi yang tersimpan dalam rangkaian

Rumus umum untuk menghitung energi pilih salah satu

Sehingga

k) Energi yang tersimpan pada kapasitor X

l) Energi yang tersimpan pada kapasitor Y

m) Energi yang tersimpan pada kapasitor Z

Soal No. 2Diberikan susunan 3 buah kapasitor yang dipasang pada sumber 24 Volt seperti gambar berikut!

Jika saklar S ditutup, tentukan : a) Nilai kapasitas kapasitor pengganti rangkaianb) Muatan yang tersimpan dalam rangkaianc) Muatan yang tersimpan dalam kapasitor Zd) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Ze) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Xf) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Yg) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Xh) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Yi) Energi yang tersimpan dalam rangkaianj) Energi yang tersimpan pada kapasitor Xk) Energi yang tersimpan pada kapasitor Yl) Energi yang tersimpan pada kapasitor Z

Silahkan mencoba,..!!

Soal No. 3Kapasitor keping sejajar dengan luas penampang masing-masing keping adalah 50 cm2 tanpa bahan pengisi (berisi udara). Jarak antar keping adalah 2 cm dan kedua keping diberi beda potensial 120 volt. Jika o adalah 8,85 x 10 12 C2 N 1 2 tentukan :a) kapasitas kapasitorb) muatan yang tersimpan dalam kapasitorc) kuat medan listrik antara kedua keping

Pembahasana) kapasitas kapasitor

b) muatan yang tersimpan dalam kapasitor

c) kuat medan listrik antara kedua keping

Soal No. 4Sebuah kapasitor keping sejajar memiliki kapasitas sebesar C. Jika kapasitor disisipi bahan dielektrik dengan konstanta dielektrik sebesar 2, tentukan kapasitasnya yang baru!

PembahasanLuas penampang dan jarak keping kapasitor tidak mengalami perubahan:

Soal No. 5Sebuah kapasitor keping sejajar memiliki kapasitas 1200 F. Jika luas penampang keping dijadikan dua kali semula dan jarak antar keping dijadikan 1,5 kali semula, tentukan nilai kapasitasnya yang baru!

Pembahasan

Soal No. 6Kapasitor bola berongga memiliki jari-jari sebesar 1,8 cm. Jika 1/4o = 9 x 109 dalam satuan internasional, tentukan kapasitas kapasitor!

PembahasanKapasitas kapasitor bola denganjari-jari R :

Soal No. 7Tiga kapasitor yang masing-masing kapasitasnya 3 F, 6 F, dan 9 F dihubungkan seri. Kedua ujung dari gabungan tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan yang besarnya 220 V. Tegangan antara ujung-ujung kapasitor yang 3 F adalah....A. 40 VB. 60 VC. 110 VD. 120 VE. 220 V(Soal SKALU 1978)

PembahasanMenentukan tegangan kapasitor pada susunan seri.

Cara PertamaCari kapasitas gabungan ketiga kapasitor terlebih dahulu:1/Cgab = 1/C1 + 1/C2 + 1/C31/Cgab = 1/3 + 1/6 + 1/91/Cgab = 6/18 + 3/18 + 2/181/Cgab = 11 / 18 Cgab = 18/11 Farad

Cari muatan gabungan:Qgab = Cgab VgabQgab = (18/11) 220 = 360 Coulomb

Pada suatu rangkaian kapasitor seri seperti gambar di atas, berlaku Q1 = Q2 = Q3 = Qgab, sehingga nilai Q1 = 360 Coulomb

Tegangan pada C1 V1 = Q1 / C1V1 = 360 / 3 = 120 volt

Cara KeduaDengan perbandingan untuk pembagian tegangan pada susunan kapasitor seri:

1 1 1V1 : V2 : V3 = ____ : _____ : _____ C1 C2 C3

1 1 1V1 : V2 : V3 = ____ : _____ : _____ 3 6 9Perbandingan yang didapat dalam pecahan yaitu 1/3, 1/6 dan 1/9, untuk perhitungan lebih mudah dalam angka non pecahan, untuk itu kalikan masing-masing dengan sebuah angka yang sama, disini dikali angka 18 sehingga didapat perbandingan ekivalennya:V1 : V2 : V3 = 6 : 3 : 2

Untuk V1, 6 V1 = ________________ Vgab (6 + 3 + 2)

6V1 = ________ 220 = 120 volt 11 Tegangan pada kapasitor 3 F adalah 120 VJika ingin V2 maka: 3 V2 = ________________ Vgab (6 + 3 + 2)

3V2 = ________ 220 = 60 volt 11Dengan cara yang sama bisa dicari V3.(Rintisan)

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-xii-sma/46-kapasitor#ixzz33JcApLAQ