Kapasitor adalah sebuah benda yang dapat menyimpan muatan listrik. Benda ini terdiri dari dua pelat konduktor yang dipasang berdekatan satu sama lain tapi tidak sampai bersentuhan. Benda ini dapat menyimpan tenaga listrik dan dapat menyalurkannya kembali, kegunaannya dapat kamu temukan seperti pada lampu flash pada camera, juga banyak dipakai pada papan sirkuit elektrik pada komputer yang kamu pakai maupun pada berbagai peralatan elektronik. Show Kapasitor [C] gambaran sederhananya terdiri dari dua keping sejajar yang memiliki luasan [A] dan dipisahkan dengan jarak yang sempit sejauh [d]. Seringkali kedua keping tersebut digulung menjadi silinder dengan sebuah insulator atau kertas sebagai pemisah kedua keping. Pada gambar rangkaian listrik, simbolnya dinotasikan dengan:  Berbagai tipe kapasitor, (kiri) keping sejajar, (tengah) silindris, (kanan) gambar beberapa contoh asli yang digunakan pada peralatan elektronik. Perlu kamu ketahui bahwa walaupun memiliki fungsi yang hampir sama, namun baterai berbeda dengan kapasitor. Kapasitor berfungsi hanya sebagai penyimpan muatan listrik sementara, sedangkan baterai selain juga dapat menyimpan muatan listrik, baterai juga merupakan salah satu sumber tegangan listrik. Karena baterai perbedaan itu, baterai juga memiliki simbol yang berbeda pada rangkaian listrik. Simbol baterai dinotasikan dengan: Yuk belajar materi ini juga: Contoh penggunaan kedua simbol tersebut pada rangkaian listrik: Kamu dapat mencari nilai kapasitas atau kapasitansi suatu kapasitor, yakni jumlah muatan listrik yang tersimpan. Untuk bentuk paling umum yaitu keping sejajar, persamaan kapasitansi dinotasikan dengan:
Dimana: C = kapasitansi (F, Farad) (1 Farad = 1 Coulomb/Volt) Q = muatan listrik (Coulomb) V = beda potensial (Volt) Nilai kapasitansi tidak selalu bergantung pada nilai dan . Besar nilai kapasitansi bergantung pada ukuran, bentuk dan posisi kedua keping serta jenis material pemisahnya (insulator). Nilai usaha dapat berupa positif atau negatif tergantung arah gaya terhadap perpindahannya. Untuk jenis keping sejajar dimana keping sejajar memiliki luasan [A] dan dipisahkan dengan jarak [d], dapat dinotasikan dengan rumus: Dimana: = permitivitas bahan penyekat () Jika antara kedua keping hanya ada udara atau vakum (tidak terdapat bahan penyekat), maka nilai permitivitasnya dipakai . Muatan sebelum disisipkan bahan penyekat () sama dengan muatan setelah disisipkan bahan penyekat (), sesuai prinsip bahwa muatan bersifat kekal. Beda potensialnya dinotasikan dengan rumus: Kapasitor menyimpan energi dalam bentuk medan listrik. Besar energi [W] yang tersimpan pada dapat dicari menggunakan rumus: Dimana: Rangkaian KapasitorDua kapasitor atau lebih dapat disusun secara seri maupun paralel dalam satu rangkaian listrik. Rangkaian seri memiliki sifat-sifat yang berbeda dengan rangkaian paralel. Berikut diberikan tabel sifat-sifatnya pada rangkaian seri dan paralel. Contoh Soal(A) 9 V (B) 8 V (C) 4 V (D) 3 V (E) nol SOLUSI: Untuk bentuk kombinasi, kapasitansi ekivalen merupakan nilai gabungan antara beberapa kapasitor yang disusun seri ataupun paralel atau biasa kita kenal dengan total kapasitansi. Dari soal diatas, pertama-tama kita tentukan kapasitansi ekivalen atau total kapasitansinya dahulu. Muatan pada masing-masing keping kapasitor ekivalen (total) pada soal diatas adalah: Ini adalah besar muatan pada masing-masing keping semula. Beda potensial antara titik Y dan Z yakni pada C3 adalah: Jawaban: B Kontributor: Ibadurrahman, S.T. Materi StudioBelajar.com lainnya:
Postingan ini membahas contoh soal kapasitor dan pembahasannya atau penyelesaiannya. Kapasitor adalah sebuah piranti yang berguna untuk menyimpan muatan listrik. Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan bergantung pada kapasitasnya atau kapasitansinya. Semakin besar kapasitas kapasitor berarti semakin besar muatan listrik yang dapat disimpan atau sebaliknya. Rumus kapasitas kapasitor sebagai berikut. Kapasitor keping sejajarBesarnya kapasitas kapasitor keping sejajar yang memiliki luas penampang yang sama berbanding lurus dengan luas penampang keping dan berbanding terbalik dengan jarak antara dua keping serta tergantung pada bahan dielektrikum yang diselipkan diantara kedua keping tersebut. Rumus kapasitas kapasitor keping sejajar sebagai berikut. C = εKeterangan:
Energi dalam kapasitorKapasitor yang dihubungkan dengan sumber tegangan akan menyimpan energi listrik yang disebut energi dalam kapasitor. Besarnya energi listrik yang tersimpan dalam kapasitor sama dengan usaha yang dilakukan untuk memindahkan muatan listrik dari sumber tegangan kedalam kapasitor tersebut. Rumus energi dalam kapasitor sebagai berikut. E = Q . V = C . V2Keterangan
Susunan kapasitorDua kapasitor atau lebih dapat disusun seri, paralel atau susunan campuran. Rumus susunan seri paralel kapasitor sebagai berikut. Contoh soal 1 Sebuah kapasitor tersusun atas dua lempeng konduktor yang luasnya masing-masing 5 . 10-4 m2 dan terpisah pada jarak 0,8 m. Hitunglah kapasitas kapasitor tersebut apabila diantara kedua lempeng konduktor tersebut terdapat:
Pembahasan / penyelesaian soal Jawaban soal 1C = εo = 8,85 x 10-12 C = 55,3125 x 10-16 F Jawaban soal 2: C = ε = εo εr C = 8,85 x 10-12 . 80 C = 4,425 x 10-16 F Contoh soal 2 Perhatikan faktor-faktor berikut:
Yang mempengaruhi besarnya kapasitas keping sejajar jika diberi muatan adalah…A. 1 dan 2 B. 3 dan 4 C. 1, 2, dan 3 D. 1, 2 dan 4 E. 1, 3 dan 4 Pembahasan / penyelesaian soal Berdasarkan rumus kapasitas kapasitor keping sejajar yaitu: C = εMaka dapat disimpulkan kapasitas kapasitor keping sejajar dipengaruhi oleh konstanta dielektrik, luas pelat dan jarak kedua pelat. Jadi yang benar adalah pernyataan 1, 3, dan 4. Jawaban D. Contoh soal 3 Sebuah kapasitor terbentuk dari dua lempeng aluminium yang luas permukaannya 1 m2, dipisahkan oleh selembar parafin yang tebalnya 0,1 mm dan konstanta dielektriknya 2. Jika ε0 = 9 x 10-12 C2/Nm2, kapasitas kapasitor tersebut adalah …A. 0,35 μ FB. 0,25 μF C. 0,18 μFD. 0,1 μF E. 0,05 μF Pembahasan / penyelesaian soal C = εo εrC = 9 x 10-12 . 2 C = 18 x 10-8 F = 0,18 μF Soal ini jawabannya C. Contoh soal 4 (Ebtanas 1997) Tabel dibawah ini menunjukkan besaran-besaran pada kapasitor plat sejajar.
Kapasitor yang memiliki kapasitas terbesar adalah…A. C1 B. C2 C. C3 D. C4 E. C5 Pembahasan / penyelesaian soal Untuk menentukan kapasitas kapasitor terbesar tabel diatas kita menggunakan rumus: → C = ε→ C 1 = K→ C 2 = 2K = 8K→ C 3 = 2K→ C 4 = 3K = K→ C5 = 4K = 2K Berdasarkan jawaban diatas, kapasitas kapasitor terbesar adalah C2. Jadi soal ini jawabannya adalah B. Contoh soal 5 Sebuah kapasitor keping sejajar dengan luas keping 50 cm2, jarak antara keping 3,54 mm. Jika kapasitor tersebut diberi tegangan 500 V, maka besarnya energi kapasitor tersebut adalah … Pembahasan / penyelesaian soal Hitung terlebih dahulu kapasitas kapasitor dengan menggunakan rumus dibawah ini. C = εoC = 8,85 x 10-12 . C = 12,5 x 10-8 F Energi kapasitor dihitung dengan rumus dibawah ini.
Soal ini jawabannya A. Contoh soal 6 (UN 2013) Perhatikan rangkaian kapasitor berikut ini Energi yang tersimpan dalam rangkaian adalah….A. 576 JB. 288 JC. 144 JD. 72 J E. 48 J Pembahasan / penyelesaian soal Untuk menjawab soal ini hitung terlebih dahulu konstanta gabungan kapasitor yang dirangkai paralel yaitu CP = 6 F + 3 F + 3 F = 12 F. Selanjutnya hitung kapasitor gabungan 5 kapasitor dengan rumus: → = + =→ = = → Ctotal = = 2 F. Jadi energi yang tersimpan dalam rangkaian sebagai berikut: → Ep = 1/2 . Ctotal V2 .→ E p = 1/2 . 2F. 242 = 576 J.Jadi soal ini jawabannya A. Contoh soal 7 Perhatikan rangkaian kapasitor berikut ini. Besar energi listrik dalam rangkaian kapasitor gabungan ini adalah… Pembahasan / penyelesaian soal Hitung terlebih dahulu kapasitas gabungan 3 kapasitor yang paling atas dengan rumus: → = + +→ = = →Cs = 2 µF. Selanjutnya hitung 2 kapasitor yang dibawah dengan menggunakan rumus: → = + = 1→Cs = 1 µF. Kapasitas gabungan 5 kapasitor Ctotal = 2 µF + 1 µF = 3 µF = 3 x 10-6 F. Dengan demikian energi yang tersimpan dalam rangkaian dihitung dengan cara: → Ep = 1/2 . Ctotal . V2 .→ E p = 1/2 . 3 x 10-6 . 402 .→ E p = 2,4 x 10-3 J.Jadi soal ini jawabannya D. Contoh soal 8 Perhatikan gambar dibawah. Setelah ujung A dan B dilepas dari sumber tegangan yang beda potensialnya 6 Volt, maka besar muatan pada C2 adalah…A. 90 µC B. 60 µCC. 54 µCD. 45 µC E. 30 µC Pembahasan / penyelesaian soal Untuk menentukan besar muatan C2 kita hitung terlebih dahulu kapasitas gabungan ketiga kapasitor yang disusun seri diatas dengan cara: → = + +→ = = → Cs = = 5 mikro Farad. Karena ketiga kapasitor disusun seri maka muatan pada C1 = C2 = C3 = C. Jadi muatan pada C2 : → C =→ Q = C x V = Cs . x. → Q = 5 µF x 6 Volt = 30 µC Jadi soal ini jawabannya E. Contoh soal 9 (Un 2016) Perhatikan gambar rangkaian kapasitor dibawah ini. Besar muatan total pada rangkaian adalah…A. 9 µCB. 25 µCC. 180 µCD. 188 µC E. 200 µC Pembahasan / penyelesaian soal Untuk menentukan muatan total pada rangkaia, kita hitung dahulu kapasitas gabungan kelima kapasitor dengan cara dibawah ini. → = + + =→ Cs = = 2 µF → Ctotal = 2 + 3 + 4 = 9 µF. Dengan demikian muatan pada rangkaian dihitung dengan cara: → Q = Ctotal x V.→ Q = 9 µF x 20 V = 180 µF. Jadi soal ini jawabannya C Contoh soal 10 Lima kapasitor C1, C2, C3, C4 dan C5 disusun seperti gambar berikut. Muatan pada C1 adalah…A. 9 µFB. 18 µFC. 27 µFD. 36 µF E. 45 µF Pembahasan / penyelesaian soal Hitung kapasitas kapasitor rangkaian ditengah: → = + = =→ Cs = = 2 µF. → Ctengah = 2 + 7 = 9 µF Selanjutnya kita hitung kapasitas gabungan semua kapasitor dengan cara dibawah ini → = + + =→ Ctotal = = 3 µF. Jadi muatan pada C1 = Q1 = Ctotal x V = 3 x 6 = 18 µF. Jadi jawabannya B. Contoh soal 11 5 kapasitor identik masing-masing 20 µF disusun seperti gambar dihubungkan dengan sumber tegangan 6 C. Muatan total yang tersimpan pada kapasitor C5 adalah…A. 12 µFB. 24 µFC. 60 µFD. 120 µF E. 600 µF Pembahasan / penyelesaian soal Soal ini jawabannya C. Contoh soal 12 Perhatikan rangkaian dibawah ini. Besar muatan pada C5 adalah…A. 36 CB. 24 CC. 12 C D. 6 C E. 4 C Pembahasan / penyelesaian soal Soal ini jawabannya B. |
Muatan total yang tersimpan dalam rangkaian di bawah ini adalah
Pos Terkait
Copyright © 2024 idkuu.com Inc.
