Contoh Soal Susunan Kapasitor

Contoh Soal Susunan Kapasitor - Pada rangkaian elektronika, susunan kapasitor dibedakan menjadi dua, yaitu susunan seri dan paralel. Selain dua susunan tersebut, terdapat susunan lain, yaitu susunan majemuk. Susunan majemuk merupakan gabungan antara susunan kapasitor seri dan paralel.

🍇 Susunan seri kapasitor

Dua buah kapasitor yang disusun seperti pada Gambar 1 disebut susunan seri. Dua buah kapasitor tersebut dapat diganti dengan sebuah kapasitor yang memiliki kapasitansi Cs. Pada susunan seri kapasitor berlaku ketentuan berikut.

1). Muatan kapasitor pengganti sama dengan muatan pada tiap-tiap kapasitor, sehingga qtotal = q1 = q2.

2). Tiap-tiap kapasitor memiliki beda potensial yang tidak sama atau V1 ≠ V2. Artinya, beda potensial pada ujung-ujung kapasitor pengganti sama dengan jumlah beda potensial ujung-ujung tiap-tiap kapasitor (Vtotal = V1 + V2).

Untuk menentukan kapasitansi masing-masing kapasitor, gunakan persamaan berikut.

$C_{1} = \frac{q}{V_{1}}$

$C_{2} = \frac{q}{V_{2}})$

Untuk mencari kapasitansi pengganti seri (Cs) atau kapasitas total, gunakan hubungan berikut.

$\frac{1}{C_{s}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}}$ atau $C_{s} = \frac{C_{1} C_{2}}{C_{1} + C_{2}}$

Jika terdapat n buah kapasitor pada susunan seri, maka kapasitas penggantinya dirumuskan sebagai berikut.

$\frac{1}{C_{s}} = \sum_{i = 1}^{i = n} \frac{1}{C_{i}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}} + . . . \frac{1}{C_{n}}$

Berdasarkan persamaan di atas, kapasitas pengganti kapasitor pada susunan seri selalu bernilai lebih kecil daripada kapasitas tiap-tiap kapasitor. Hal ini menunjukkan bahwa susunan seri berfungsi untuk mendapatkan kapasitas terkecil.

🍇 Susunan paralel kapasitor

Dua kapasitor yang disusun seperti pada Gambar 2 disebut susunan paralel. Dua buah kapasitor tersebut dapat diganti dengan satu kapasitor pengganti atau Cp. Pada susunan paralel kapasitor berlaku ketentuan berikut.

1). Tiap-tiap kapasitor memiliki beda potensial yang sama. Beda potensial tersebut bernilai sama dengan potensial sumber atau Vtotal = V1 = V2.

2). Tiap-tiap kapasitor memiliki muatan yang tidak sama atau qtotal

\neq

\neq

q2. Artinya, muatan kapasitor pengganti sama dengan jumlah muatan tiap-tiap kapasitor (qtotal = q1 + q2).

Untuk menentukan kapasitas masing-masing kapasitor, gunakan persamaan berikut.

$C_{1} = \frac{q_{1}}{V_{t o t a l}}$

$C_{2} = \frac{q_{1}}{V_{t o t a l}}$

Untuk mencari kapasitas pengganti paralel (CP) atau kapasitas total, gunakan hubungan berikut.

$C_{p} = C_{1} + C_{2}$

Jika terdapat n buah kapasitor pada susunan paralel, maka kapasitas penggantinya dirumuskan sebagai berikut.

$C_{P} = \sum_{i = 1}^{i = n} C_{i} = C_{1} + C_{2} + . . . C_{n}$

Berdasarkan persamaan di atas, kapasitas pengganti kapasitor pada susunan paralel selalu lebih besar daripada kapasitas tiap-tiap kapasitor. Jika kalian ingin mendapatkan kapasitas kapasitor terbesar, maka kapasitor-kapasitor yang kalian miliki harus disusun paralel.

SOAL 1

Dua buah kapasitor dengan kapasitansi masing-masing 4 pF dan 5 pF, dihubungkan secara seri pada tegangan 18 V. Kapasitansi pengganti susunan kapasitor seri tersebut adalah ....

SOAL 2

Tiga buah kapasitor disusun secara seri. Jika kapasitansi pengganti serinya 10 μF serta kapasitansi kapasitor C1 = 30 μF dan C3 = 40 μF, maka nilai kapasitansi kapasitor C2 adalah ...

SOAL 3

Empat buah kapasitor ABCD disusun secara paralel. Potensial masing-masing kapasitor tersebut 200 V. Kapasitansi kapasitor A, B, dan C masing-masing 2 μF, 4 μF, dan 8 μF. Jika kapasitansi total susunan paralel 20 μF, maka kapasitansi dan muatan kapasitor D berturut-turut adalah ....

SOAL 4

Tiga kapasitor dengan kapasitansi masing-masing 2 μF, 4 μF, dan 6 μF disusun seri dan ujung-ujungnya dihubungkan ke sumber tegangan 220 V. Beda potensial pada masing-masing kapasitor adalah ....

SOAL 5

Perhatikan susunan kapasitor berikut.

Diketahui muatan C1 = C2 = 4μF dan C3 = C4 = 6 μF. Saat susunan tersebut dihubungkan dengan tegangan 200 V, muatan maksimal yang mampu disimpan adalah ....

SOAL 6

Perhatikan susunan kapasitor berikut.

Jika nilai kapasitansi masing-masing kapasitor sebesar C, maka kapasitansi total pengganti antara titik A dan C adalah ....

SOAL 7

Dua buah kapasitor disusun seri dengan kapasitansi masing-masing 20 μF dan 30 μF. Ujung-ujung kapasitor tersebut dihubungkan dengan baterai yang memiliki beda potensial 14 V. Besar muatan dan beda potensial pada kapasitor yang berkapasitansi 30 μF berturut-turut adalah ....

SOAL 8

Perhatikan gambar susunan kapasitor majemuk berikut.

Beda potensial baterai 1,5 V. Jika C1 = 3 μF, C2 = 6 μF, dan C3 = 4 μF , maka muatan pada kapasitor C1 adalah ....

SOAL 9

Pada rangkaian elektronik akan disusun 4 buah kapasitor yang bernilai sama. Empat kapasitor tersebut akan disusun seri atau paralel. Susunan kapasitor yang memiliki kapasitas pengganti terbesar adalah ....

SOAL 10

Tujuh buah kapasitor disusun sedemikian rupa seperti tampak pada gambar berikut.

Jika nilai kapasitansi tiap-tiap kapasitor sebesar 4 μF, maka nilai kapasitansi pengganti susunan kapasitor tersebut adalah ....

Contoh Soal Susunan Kapasitor

🍇 Susunan seri kapasitor

$C_{1} = \frac{q}{V_{1}}$

$C_{2} = \frac{q}{V_{2}})$

$\frac{1}{C_{s}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}}$ atau $C_{s} = \frac{C_{1} C_{2}}{C_{1} + C_{2}}$

$\frac{1}{C_{s}} = \sum_{i = 1}^{i = n} \frac{1}{C_{i}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}} + . . . \frac{1}{C_{n}}$

🍇 Susunan paralel kapasitor

$C_{1} = \frac{q_{1}}{V_{t o t a l}}$

$C_{2} = \frac{q_{1}}{V_{t o t a l}}$

$C_{p} = C_{1} + C_{2}$

$C_{P} = \sum_{i = 1}^{i = n} C_{i} = C_{1} + C_{2} + . . . C_{n}$

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel

Contoh Soal Susunan Kapasitor

🍇 Susunan seri kapasitor

C1=qV1 C1=qV1

C2=qV2)C2=qV2)

1Cs=1C1+1C2 1Cs=1C1+1C2 atau Cs=C1C2C1+C2 Cs=C1C2C1+C2

1Cs=∑i=1i=n1Ci=1C1+1C2+...1Cn 1Cs=∑i=1i=n1Ci=1C1+1C2+...1Cn

🍇 Susunan paralel kapasitor

C1=q1Vtotal C1=q1Vtotal

C2=q1Vtotal C2=q1Vtotal

Cp=C1+C2 Cp=C1+C2

CP=∑i=1i=nCi=C1+C2+...Cn CP=∑i=1i=nCi=C1+C2+...Cn

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel

$C_{1} = \frac{q}{V_{1}}$

$C_{2} = \frac{q}{V_{2}})$

$\frac{1}{C_{s}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}}$ atau $C_{s} = \frac{C_{1} C_{2}}{C_{1} + C_{2}}$

$\frac{1}{C_{s}} = \sum_{i = 1}^{i = n} \frac{1}{C_{i}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}} + . . . \frac{1}{C_{n}}$

$C_{1} = \frac{q_{1}}{V_{t o t a l}}$

$C_{2} = \frac{q_{1}}{V_{t o t a l}}$

$C_{p} = C_{1} + C_{2}$

$C_{P} = \sum_{i = 1}^{i = n} C_{i} = C_{1} + C_{2} + . . . C_{n}$