Soal Dan Pembahasan Kapasitor [PDF]

Citation preview

SOAL DAN PEMBAHASAN KAPASITOR ContohSoaldanPembahasanKapasitorMateriFisikaKelas 3 SMA (XII).Mencakupkapasitaskapasitorkepingsejajar, kapasitor bola berongga, hubunganantaramuatan, tegangan, kapasitaskapasitorjugaenergi yang tersimpandalamkapasitor.



Soal No. 1 Perhatikangambarberikut !3 buahkapasitor X, Y dan Z disusunsepertigambar.



Jikasaklar S ditutuptentukan : a) Nilaikapasitaskapasitorpenggantirangkaian b) Muatan yang tersimpandalamrangkaian c) Muatan yang tersimpandalamkapasitor Z menurutprinsiprangkaianseri d) Beda potensialujung-ujungkapasitor Z e) Beda potensialujung-ujungkapasitor X f) Beda potensialujung-ujungkapasitor Y g) Muatan yang tersimpanpadakapasitor X h) Muatan yang tersimpanpadakapasitor Y i) Muatan yang tersimpanpadakapasitor Z j) Energi yang tersimpandalamrangkaian k) Energi yang tersimpanpadakapasitor X l) Energi yang tersimpanpadakapasitor Y m) Energi yang tersimpanpadakapasitor Z (Sumbergambardanangka : SoalUjianNasionalFisika SMA 2007/2008) Pembahasan a) Paralelantarakapasitor X dan Y didapatkankapasitorekivalennyanamakanCxy :



SekarangrangkaianmenjadilebihsederhanayaituterdiridariCxy yang diseridenganCz yang menghasilkankapasitaspenggantinamakanCtot :



b) Muatan yang tersimpandalamrangkaiannamakanQtot



c) Muatan yang tersimpandalamkapasitor Z namakanQz Untukrangkaiankapasitorseriberlaku :



d) Beda potensialujung-ujungkapasitor Z namakanVz



e) Beda potensialujung-ujungkapasitor X dankapasitor Y adalahsamakarenadirangkaiparalel



f) Beda potensialujung-ujungkapasitor Y samadengan X



g) Muatan yang tersimpanpadakapasitor X saja (bukangabunganantara X dan Y, sehinggahasilnyatidakakansamadenganCtot)



h) Muatan yang tersimpanpadakapasitor Y



i) Muatan yang tersimpanpadakapasitor Z



j) Energi yang tersimpandalamrangkaian Rumusumumuntukmenghitungenergipilihsalahsatu



Sehingga



k) Energi yang tersimpanpadakapasitor X



l) Energi yang tersimpanpadakapasitor Y



m) Energi yang tersimpanpadakapasitor Z



Soal No. 2 Diberikansusunan 3 buahkapasitor yang dipasangpadasumber 24 Volt sepertigambarberikut!



Jikasaklar S ditutup, tentukan : a) Nilaikapasitaskapasitorpenggantirangkaian b) Muatan yang tersimpandalamrangkaian c) Muatan yang tersimpandalamkapasitor Z d) Beda potensialujung-ujungkapasitor Z e) Beda potensialujung-ujungkapasitor X f) Beda potensialujung-ujungkapasitor Y g) Muatan yang tersimpanpadakapasitor X h) Muatan yang tersimpanpadakapasitor Y i) Energi yang tersimpandalamrangkaian j) Energi yang tersimpanpadakapasitor X k) Energi yang tersimpanpadakapasitor Y l) Energi yang tersimpanpadakapasitor Z Silahkanmencoba,..!! Soal No. 3 Kapasitorkepingsejajardenganluaspenampangmasing-masingkepingadalah 50 cm2tanpabahanpengisi (berisiudara).Jarakantarkepingadalah 2 cm dankeduakepingdiberibedapotensial 120 volt. Jikaεoadalah 8,85 x 10− 12 C2 N − 1− 2tentukan : a) kapasitaskapasitor b) muatan yang tersimpandalamkapasitor



c) kuatmedanlistrikantarakeduakeping Pembahasan a) kapasitaskapasitor



b) muatan yang tersimpandalamkapasitor



c) kuatmedanlitrikantarakeduakeping



Soal No. 4 Sebuahkapasitorkepingsejajarmemilikikapasitassebesar C. Jikakapasitordisisipibahandielektrikdengankonstantadielektriksebesar 2, tentukankapasitasnya yang baru! Pembahasan Luaspenampangdanjarakkepingkapasitortidakmengalamiperubahan:



Soal No. 4 Sebuahkapasitorkepingsejajarmemilikikapasitas 1200 μF. Jikaluaspenampangkepingdijadikandua kali semuladanjarakantarkepingdijadikan 1,5 kali semula, tentukannilaikapasitasnya yang baru! Pembahasan



Soal No. 5 Kapasitor bola beronggamemilikijari-jarisebesar 1,8 cm. Jika 1/4πεo = 9 x 109dalamsatuaninternasional, tentukankapasitaskapasitor! Pembahasan Kapasitaskapasitor bola denganjari-jariR :