Contoh Soal Energi dalam Kapasitor
Contoh Soal Energi dalam Kapasitor - Suatu kapasitor memiliki energi potensial di dalamnya. Jika salah satu muatan di dalam kapasitor mula-mula diam, lalu bergerak dari satu keping ke keping lainnya, maka energi potensialnya akan semakin besar (selama muatan masih bergerak). Selanjutnya, kalian akan menghitung jumlah energi yang tersimpan di dalam kapasitor.
Sebuah kapasitor keping sejajar mula-mula tidak bermuatan, sehingga beda potensial awal antara kedua keping sama dengan nol. Kemudian, kapasitor dihubungkan dengan baterai dalam waktu tertentu untuk menyimpan muatan di dalamnya. Muatan yang tersimpan dalam kapasitor dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu besar muatan, kapasitansi, dan beda potensial sumber tegangan. Pertanyaan selanjutnya, seberapa besar energi yang mampu disimpan oleh suatu kapasitor? Untuk menghitung besar energi yang tersimpan di dalam kapasitor, gunakan persamaan berikut.
Keterangan:
W = energi dalam kapasitor (J);
q = muatan listrik (C);
C = kapasitas kapasitor; dan
V = beda potensial sumber tegangan (V).
W = energi dalam kapasitor (J);
q = muatan listrik (C);
C = kapasitas kapasitor; dan
V = beda potensial sumber tegangan (V).
SOAL 1
Suatu kapasitor keping sejajar memiliki luas 1400 cm2. Jarak antara dua keping tersebut 2 cm. Jika kapasitor tersebut diberi muatan sebesar 800 µC, maka energi yang tersimpan di dalam kapasitor tersebut adalah ....
SOAL 2
Suatu kondensator memiliki kapasitansi 20 μF dan diberi beda potensial 400 V. Besar energi yang tersimpan pada kondensator adalah ...
SOAL 3
Sebuah kondensator berisi bahan dielektrikum (K = 5,4) dan terdiri dari 2 keping yang terpisah pada jarak 1 cm. Jika energi yang tersimpan di dalam kondensator adalah 5 × 10-4 J dan potensial antara kedua keping kondensator 800 V, maka luas keping kondesator adalah ... m2
SOAL 4
Dua buah kapasitor dengan kapasitansi 5 pF dan 20 pF dihubungkan secara paralel. Kemudian rangkaian ini dihubungkan dengan potensial 400 V. Energi yang tersimpan dalam rangkaian kapasitor tersebut adalah ....
SOAL 5
Perhatikan susunan kapasitor berikut.
Kapasitansi C1 = C2 = 2μF dan C3 = C4 = 8 μF. Jika susunan tersebut dihubungkan dengan tegangan 20 V, maka energi listrik yang mampu disimpan adalah ....
Kapasitansi C1 = C2 = 2μF dan C3 = C4 = 8 μF. Jika susunan tersebut dihubungkan dengan tegangan 20 V, maka energi listrik yang mampu disimpan adalah ....
SOAL 6
Perhatikan susunan kapasitor berikut.
Nilai kapasitansi masing-masing kapasitor adalah C. Jika titik A dan C dihubungkan dengan sumber tegangan 2 V, maka energi yang tersimpan di dalam kapasitor tersebut adalah ....
Nilai kapasitansi masing-masing kapasitor adalah C. Jika titik A dan C dihubungkan dengan sumber tegangan 2 V, maka energi yang tersimpan di dalam kapasitor tersebut adalah ....
SOAL 7
Dua buah kapasitor masing-masing memiliki kapasitansi 20 μF dan 30 μF disusun secara seri. Ujung-ujung kapasitor dihubungkan dengan baterai yang memiliki beda potensial 10 V. Besar muatan dan energi yang tersimpan pada rangkaian kapasitor tersebut berturut-turut adalah ....
SOAL 8
Sebuah kapasitor dihubungkan dengan beda potensial 500 V. Kedua ujung kapasitor tersebut dihubungkan dengan ujung-ujung kapasitor lain yang tidak bermuatan. Energi yang tersimpan di dalam kapasitor adalah ....
SOAL 9
Perhatikan gambar susunan kapasitor majemuk berikut.
Beda potensial baterai 1,5 V. Jika C1 = 3 μF, C2 = 6 μF, dan C3 = 4 μF , maka energi yang tersimpan dalam kapasitor tersebut adalah ....
Beda potensial baterai 1,5 V. Jika C1 = 3 μF, C2 = 6 μF, dan C3 = 4 μF , maka energi yang tersimpan dalam kapasitor tersebut adalah ....