Latihan Fisika Kelas XII Listrik Statis
# 7
Pilgan

Perhatikan gambar berikut.

Jika nilai C1C_1, C2C_2, C3C_3, dan C4C_4 masing-masing sebesar 1 F, 2 F, 3 F, dan 6 F. Tegangan yang diiberikan pada rangkaian tersebut sebesar 2 V, besar muatan yang tersimpan di dalam rangkaian seperti pada gambar adalah ....

A

0,40,4 C

B

1010 C

C

1,241,24 C

D

3,223,22 C

E

44 C

Pembahasan:

Diketahui:

Rangkaian kapasitor.

Kapasitas kapasitor 1 C1=1C_1=1 F

Kapasitas kapasitor 2 C2=2C_2=2 F

Kapasitas kapasitor 3 C3=3C_3=3 F

Kapasitas kapasitor 4 C4=6C_4=6 F

Tegangan V=2V=2 V

Ditanya:

Muatan pada rangkaian Q=?Q=?

Dijawab:

Kapasitas kapasitor adalah tingkat kemampuan sebuah kapasitor untuk dapat menyimpan muatan listrik. Kapasitas kapasitor pengganti pada rangkaian seri dapat dicari dengan persamaan berikut.

1Cs=1C1+1C2++1Cn\frac{1}{C_{\text{s}}}=\frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}+\cdots+\frac{1}{C_{\text{n}}}

Sedangkan pada rangkaian paralel, kapasitas kapasitor penggantinya dapat dicari dengan persamaan berikut.

Cp=C1+C2++CnC_{\text{p}}=C_1+C_2+\cdots+C_{\text{n}}

Rangkaian kapasitor pada gambar adalah rangkaian campuran. Pada kasus seperti soal, yang perlu dikerjakan terlebih dahulu adalah kapasitor 3 dan 4.

1Cs=1C3+1C4\frac{1}{C_{\text{s}}}=\frac{1}{C_3}+\frac{1}{C_4}

1Cs=13+16\frac{1}{C_{\text{s}}}=\frac{1}{3}+\frac{1}{6}

1Cs=2+16\frac{1}{C_{\text{s}}}=\frac{2+1}{6}

1Cs=36\frac{1}{C_{\text{s}}}=\frac{3}{6}

Cs=2C_{\text{s}}=2 F

Kemudian kerjakan untuk rangkaian paralel.

Cp=C1+C2+CsC_{\text{p}}=C_1+C_2+C_{\text{s}}

Cp=1+2+2C_{\text{p}}=1+2+2

Cp=5C_{\text{p}}=5 F

Hubungan kapasitor, muatan, dan tegangan listrik dapat dituliskan dengan persamaan berikut.

C=QVC=\frac{Q}{V}

5=Q25=\frac{Q}{2}

Q=10Q=10 C

Jadi, besar muatan yang tersimpan di dalam rangkaian seperti pada gambar adalah 1010 C.