Pertanyaan

Empat kapasitor dengan kapasitas masing-masing 9 μF disusun seperti gambar di samping Ujung-ujung kapasitor dihubungkan dengan tegangan 10 V. Hitung muatan pada masing-masing kapasitor.

Empat kapasitor dengan kapasitas masing-masing 9 μF disusun seperti gambar di samping

Ujung-ujung kapasitor dihubungkan dengan tegangan 10 V. Hitung muatan pada masing-masing kapasitor. $\;$

Ikuti Tryout SNBT & Menangkan E-Wallet 100rb

Habis dalam

Klaim

A. Aulia

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

muatan pada C1 adalah 90 μC, muatan pada C2, C3 dan C4 adalah 30 μC

Pembahasan

Diketahui Ditanya : muatan q pada masing-masing kapasitor: q 1 q 2 q 3 q 4 = = = = ? ? ? ? Penyelesaian Hubungan teganganlistrik V , kapasitor C , dan muatan listrik q ditentukan dengan menggunakan persamaan Hukum Coulomb: q = C V Rangkaian ini terdiri dari rangkaian kapasitor seri di dalam rangkaian paralel, yang berarti nilai tegangan listrik pada rangkaian seri menjadi terbagi-bagi di tiap kapasitornya (perhatikan titik C dan D pada Gambar ulang dari rangkaian soal berikut ini) Bentuk ekspresi persamaan dari pembagian tegangan pada kapasitor C 2 , C 3 , dan C 4 dan hubungannya dengan Hukum Coulomb adalah: V A B V A B = = V A C + V C D + V D B C 2 q S er i + C 3 q S er i + C 4 q S er i di mana: V A C = C 4 q S er i V C D = C 4 q S er i V D B = C 4 q S er i Besar q S er i berdasarkan Hukum Coulomb: q Seri = C Seri V AB Sehingga: V A C = C 2 q S er i = C 2 C Seri V AB V C D = C 3 q S er i = C 3 C Seri V AB V D B = C 4 q S er i = C 4 C Seri V AB Menghitung nilai kapasitas susunan seri C S er i : C ser i 1 C ser i 1 C ser i C ser i C ser i C ser i C ser i = = = = = = = C 2 1 + C 3 1 + C 4 1 C 2 C 3 C 4 C 3 C 4 + C 2 C 4 + C 2 C 3 C 3 C 4 + C 2 C 4 + C 2 C 3 C 2 C 3 C 4 ( 9 μ F ) ( 9 μ F ) + ( 9 μ F ) ( 9 μ F ) + ( 9 μ F ) ( 9 μ F ) ( 9 μ F ) ( 9 μ F ) ( 9 μ F ) ( 81 μ F 2 + 81 μ F 2 + 81 μ F 2 ) 729 μ F 3 243 μ F 2 729 μ F 3 3 μ F Sehingga: V A C = C 2 q S er i = C 2 C S er i V A B = 9 3 10 V = 3 10 V V C D = C 3 q S er i = C 3 C S er i V A B = 9 3 10 V = 3 10 V V D B = C 4 q S er i = C 4 C S er i V A B = 9 3 10 V = 3 10 V Sekarang nilai masing-masing muatan pada kapasitor dapat kita hitung: q 1 q 2 q 3 q 4 = = = = C 1 V A B = 9 μ F ⋅ 10 V = 90 μ C C 2 V A C = 9 μ F ⋅ 3 10 V = 30 μ C C 3 V C D = 9 μ F ⋅ 3 10 V = 30 μ C C 4 V D B = 9 μ F ⋅ 3 10 V = 30 μ C Dengan demikian, muatan pada C1 adalah 90 μC, muatan pada C2, C3 dan C4 adalah 30 μC

Diketahui

C subscript 1 equals C subscript 2 equals C subscript 3 equals C subscript 4 equals 9 space μF V equals 10 space straight V

Ditanya :

muatan $q$ pada masing-masing kapasitor:

$q_{1} q_{2} q_{3} q_{4} = = = = ? ? ? ?$

Penyelesaian

Hubungan tegangan listrik $V$ , kapasitor $C$ , dan muatan listrik $q$ ditentukan dengan menggunakan persamaan Hukum Coulomb:

$q = C V$

Rangkaian ini terdiri dari rangkaian kapasitor seri di dalam rangkaian paralel, yang berarti nilai tegangan listrik pada rangkaian seri menjadi terbagi-bagi di tiap kapasitornya (perhatikan titik C dan D pada Gambar ulang dari rangkaian soal berikut ini)

Bentuk ekspresi persamaan dari pembagian tegangan pada kapasitor $C_{2}$ , $C_{3}$ , dan $C_{4}$ dan hubungannya dengan Hukum Coulomb adalah:

$V_{A B} V_{A B} = = V_{A C} + V_{C D} + V_{D B} \frac{q _{S er i}}{C _{2}} + \frac{q _{S er i}}{C _{3}} + \frac{q _{S er i}}{C _{4}}$

di mana:

$V_{A C} = \frac{q _{S er i}}{C _{4}} V_{C D} = \frac{q _{S er i}}{C _{4}} V_{D B} = \frac{q _{S er i}}{C _{4}}$

Besar $q_{S er i}$ berdasarkan Hukum Coulomb:

$q_{Seri} = C_{Seri} V_{AB}$

Sehingga:

$V_{A C} = \frac{q _{S er i}}{C _{2}} = \frac{C _{Seri}}{C _{2}} V_{AB} V_{C D} = \frac{q _{S er i}}{C _{3}} = \frac{C _{Seri}}{C _{3}} V_{AB} V_{D B} = \frac{q _{S er i}}{C _{4}} = \frac{C _{Seri}}{C _{4}} V_{AB}$

Menghitung nilai kapasitas susunan seri $C_{S er i}$ :

$\frac{1}{C _{ser i}} \frac{1}{C _{ser i}} C_{ser i} C_{ser i} C_{ser i} C_{ser i} C_{ser i} = = = = = = = \frac{1}{C _{2}} + \frac{1}{C _{3}} + \frac{1}{C _{4}} \frac{C _{3} C _{4} + C _{2} C _{4} + C _{2} C _{3}}{C _{2} C _{3} C _{4}} \frac{C _{2} C _{3} C _{4}}{C _{3} C _{4} + C _{2} C _{4} + C _{2} C _{3}} \frac{( 9 μ F ) ( 9 μ F ) ( 9 μ F )}{( 9 μ F ) ( 9 μ F ) + ( 9 μ F ) ( 9 μ F ) + ( 9 μ F ) ( 9 μ F )} \frac{729 μ F ^{3}}{( 81 μ F ^{2} + 81 μ F ^{2} + 81 μ F ^{2} )} \frac{729 μ F ^{3}}{243 μ F ^{2}} 3 μ F$

Sehingga:

$V_{A C} = \frac{q _{S er i}}{C _{2}} = \frac{C _{S er i}}{C _{2}} V_{A B} = \frac{3}{9} 10 V = \frac{10}{3} V V_{C D} = \frac{q _{S er i}}{C _{3}} = \frac{C _{S er i}}{C _{3}} V_{A B} = \frac{3}{9} 10 V = \frac{10}{3} V V_{D B} = \frac{q _{S er i}}{C _{4}} = \frac{C _{S er i}}{C _{4}} V_{A B} = \frac{3}{9} 10 V = \frac{10}{3} V$

Sekarang nilai masing-masing muatan pada kapasitor dapat kita hitung:

$q_{1} q_{2} q_{3} q_{4} = = = = C_{1} V_{A B} = 9 μ F \cdot 10 V = 90 μ C C_{2} V_{A C} = 9 μ F \cdot \frac{10}{3} V = 30 μ C C_{3} V_{C D} = 9 μ F \cdot \frac{10}{3} V = 30 μ C C_{4} V_{D B} = 9 μ F \cdot \frac{10}{3} V = 30 μ C$

Dengan demikian, muatan pada C1 adalah 90 μC, muatan pada C2, C3 dan C4 adalah 30 μC

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

4.6 (5 rating)

Pertanyaan serupa

Diketahui C 1 = 6 μ F , C 2 = C 3 = 4 , C 4 = C 5 = 2 . Beda potensial antara kedua ujung-ujung rangkaian adalah 10 Volt. Hitunglah kapasitas penggantinya!

2.5

Jawaban terverifikasi

Kapasitor dirangkai seperti pada gambar! Energi listrik yang tersimpan pada kapasitor adalah ...

4.6

Jawaban terverifikasi

Hitunglah kapasitor ekuivalen untuk rangkaian kapasitor berikut jika besarnya kapasitas setiap kapasitor 1 pF!

5.0

Jawaban terverifikasi

Perhatikan gambar rangkaian kapasitor di bawah! Besar energi listrik pada rangkaian tersebut adalah ... ( 1 μ F = 1 0 − 6 F )

5.0

Jawaban terverifikasi

Empat kapasitor dengan kapasitas masing-masing 9 μ F disusun seperti gambar di samping. Ujung-ujung kapasitor dihubungkan dengan tegangan 10 V. Hitung kapasitas penggantinya.

5.0

Jawaban terverifikasi