Roboguru

Jika suatu kapasitor keping sejajar berisi udara dihubungkan dengan baterai, tiap-tiap kepingnya mendapat muatan sebesar . Dalam keadaan masih terhubung dengan baterai (jadi, beda potensial antara dua keping tidak berubah), kapasitor tersebut dimasukkan ke dalam minyak. Ternyata, kepingnya mendapat tambahan muatan . Berapakah besar permitivitas relatif (konstanta dielektrik) minyak itu?

Pertanyaan

Jika suatu kapasitor keping sejajar berisi udara dihubungkan dengan baterai, tiap-tiap kepingnya mendapat muatan sebesar begin mathsize 14px style 10 to the power of negative 4 end exponent space straight C end style. Dalam keadaan masih terhubung dengan baterai (jadi, beda potensial antara dua keping tidak berubah), kapasitor tersebut dimasukkan ke dalam minyak. Ternyata, kepingnya mendapat tambahan muatan begin mathsize 14px style 10 to the power of negative 4 end exponent space straight C end style. Berapakah besar permitivitas relatif (konstanta dielektrik) minyak itu?

  1. ...space

  2. ...undefined

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui:

Di udara, begin mathsize 14px style Q subscript 1 equals 10 to the power of negative 4 end exponent space straight C end style 

Dengan V tetap, dipindahkan ke dalam minyak, begin mathsize 14px style increment Q equals 10 to the power of negative 4 end exponent space straight C rightwards double arrow Q subscript 2 equals 2 times 10 to the power of negative 4 end exponent space straight C end style.

Ditanyakan:

begin mathsize 14px style epsilon subscript r equals ? end style 

Jawab:

Persamaan kapasitor:

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row C equals cell Q over V equals fraction numerator epsilon subscript 0 epsilon subscript r A over denominator d end fraction end cell row V equals cell fraction numerator Q d over denominator epsilon subscript 0 epsilon subscript r A end fraction end cell end table end style 

Karena V tetap, maka (udara, undefined):

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell V subscript 1 end cell equals cell V subscript 2 end cell row cell fraction numerator Q subscript 1 up diagonal strike d over denominator epsilon subscript 0 epsilon subscript r 1 end subscript up diagonal strike A end fraction end cell equals cell fraction numerator Q subscript 2 up diagonal strike d over denominator epsilon subscript 0 epsilon subscript r 2 end subscript up diagonal strike A end fraction end cell row cell 10 to the power of negative 4 end exponent over 1 end cell equals cell fraction numerator 2 times 10 to the power of negative 4 end exponent over denominator epsilon subscript r end fraction end cell row cell epsilon subscript r end cell equals bold 2 end table end style 

Dengan demikian, konstanta dielektrik minyak tersebut bernliai 2.

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

N. Puspita

Terakhir diupdate 16 September 2021

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

Pertanyaan yang serupa

Kapasitas kapasitor dapat diperkecil dengan cara-cara sebagai berikut : ruang antar lempeng diisi minyak dengan pasangan seri beberapa kapasitor jarak kedua lempeng diperkecil luas lempengnya di...

Pembahasan Soal:

Kapasitas kapasitor open parentheses C close parentheses tergantung pada besaran permitivitas ruang  open parentheses epsilon subscript o close parentheses, luasan pelat open parentheses A close parentheses dan jarak pisah kedua pelat open parentheses d close parentheses. Dirumuskan sebagai berikut :

C equals fraction numerator epsilon subscript o A over denominator d end fraction 

Dari rumus di atas terlihat bahwa jika permitivitas ruang bernilai kecil, maka kapasitas kapasitor juga kecil (berbanding lurus). Jika luasan pelat kecil maka kapasitas kapasitor juga kecil (berbanding lurus). Jika jarak antara kedua pelat besar, maka kapasitas kapasitor akan kecil (berbanding terbalik).

Tujuan dari susunan seri sebuah kapasitor adalah untuk memperkecil kapasitas kapasitor.

Dengan demikian, salah satu cara untuk memperkecil kapasitas kapasitor adalah dengan cara memperkecil luas pelat dan menyusun kapasitor secara seri.

Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

Roboguru

Perhatikan gambar berikut! Jika  dan rangkaian dihubungkan pada tegangan 3 V, maka tentukan muatan tiap-tiap kapasiitor!

Pembahasan Soal:

Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/ muatan listrik di dalam medan listrik. Kapasitor dapat disusun seri, paralel maupun campuran.

Kapasitor Seri

Pada kapasitor yang disusun seri, kapasitas totalnya mengikuti persamaan:

undefined 

Rangkaian seri membagi tegangan, persaman untuk tegangan di kapasitor C₁:

begin mathsize 14px style V subscript C subscript 1 end subscript equals fraction numerator begin display style 1 over C subscript 1 end style over denominator 1 over C subscript 1 plus 1 over C subscript p end fraction V subscript t o t end subscript end style 

Muatan pada tiap kapasitor yang disusun seri sama. 

Kapasitor Paralel

Pada kapasitor yang disusun paralel, kapasitas totalnya mengikuti persamaan: 

undefined  

Rangkaian  paralel membagi muatan, persaman untuk tegangan di kapasitor C₁: 

begin mathsize 14px style Q subscript C subscript 1 end subscript equals fraction numerator C subscript 1 over denominator C subscript 1 plus C subscript 2 plus... end fraction Q subscript t o t end subscript end style 

Tegangan pada tiap kapasitor yang disusun seri sama.

Persamaaan Dasar Kapasitor

begin mathsize 14px style C equals Q over V end style 

dimana, C = kapasitas kapasitor (F), Q = besar muatan (C) dan V = tegangan (V). 

Untuk Soal Ini

Kapasitas Total Rangkaian

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell 1 over C subscript t o t end subscript end cell equals cell 1 over C subscript 1 plus 1 over C subscript p end cell row cell 1 over C subscript t o t end subscript end cell equals cell 1 over C subscript 1 plus fraction numerator 1 over denominator C subscript 2 plus C subscript 3 end fraction end cell row cell 1 over C subscript t o t end subscript end cell equals cell fraction numerator 1 over denominator 3 μF end fraction plus fraction numerator 1 over denominator 2 μF plus 4 μF end fraction end cell row cell 1 over C subscript t o t end subscript end cell equals cell fraction numerator 2 plus 1 over denominator 6 μF end fraction end cell row cell 1 over C subscript t o t end subscript end cell equals cell fraction numerator 3 over denominator 6 μF end fraction end cell row cell C subscript t o t end subscript end cell equals cell 2 μF end cell end table end style 

Muatan Total Rangkaian

begin mathsize 14px style Q subscript t o t end subscript equals C subscript t o t end subscript V subscript t o t end subscript Q subscript t o t end subscript equals open parentheses 2 space μF close parentheses open parentheses 3 space straight V close parentheses Q subscript t o t end subscript equals 6 space μC end style 

Muatan Pada C

Karena C₁ tersusun seri maka muatan di C₁ sama dengan muatan total. 

begin mathsize 14px style Q subscript C subscript 1 equals Q subscript t o t end subscript equals 6 space μC end style 

Muatan Pada C

begin mathsize 14px style Q subscript C subscript 2 end subscript equals fraction numerator C subscript 2 over denominator C subscript 2 plus C subscript 3 end fraction Q subscript t o t end subscript Q subscript C subscript 2 end subscript equals fraction numerator 2 space μF over denominator 2 space μF plus 4 space μF end fraction 6 space μC straight Q subscript straight C subscript 2 end subscript equals 2 space μC end style undefined 

Muatan Pada C

begin mathsize 14px style Q subscript C subscript 3 end subscript equals fraction numerator C subscript 3 over denominator C subscript 2 plus C subscript 3 end fraction Q subscript t o t end subscript Q subscript C subscript 3 end subscript equals fraction numerator 4 space μF over denominator 2 space μF plus 4 space μF end fraction 6 space μC straight Q subscript straight C subscript 3 end subscript equals 4 space μC end style 

Roboguru

Pada gambar : Tentukan muatan masing-masing kapasitor!

Pembahasan Soal:

Diketahui:

C subscript 1 equals 4 space straight F C subscript 2 equals 2 space straight F C subscript 3 equals 4 space straight F C subscript 4 equals 12 space straight F V subscript A B end subscript equals 30 space Volt

Ditanya: Muatan masing-masing kapasitor

Jawab:

Menentukan kapasitor pengganti paralel untuk C2 dan C3.

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell C subscript P end cell equals cell C subscript 2 plus C subscript 3 end cell row blank equals cell 2 space straight F plus 4 space straight F end cell row blank equals cell 6 space straight F end cell end table

Menghitung kapasitor pengganti total pada rangkaian

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell 1 over C subscript t o t end subscript end cell equals cell 1 over C subscript 1 plus 1 over C subscript p plus 1 over C subscript 4 end cell row cell 1 over C subscript t o t end subscript end cell equals cell 1 fourth plus 1 over 6 plus 1 over 12 end cell row cell 1 over C subscript t o t end subscript end cell equals cell fraction numerator 3 plus 2 plus 1 over denominator 12 end fraction end cell row cell 1 over C subscript t o t end subscript end cell equals cell 6 over 12 end cell row cell C subscript t o t end subscript end cell equals cell 2 space straight F end cell end table

Menghitung muatan total pada rangkaian

table row q equals cell C subscript t o t end subscript times V end cell row blank equals cell 2 space straight F times 30 blank straight V end cell row blank equals cell 60 space straight C end cell end table

Ingat bahwa pada kapasitor yang disusun seri memiliki jumlah muatan yang sama, sehingga: q equals q subscript 1 equals q subscript P equals q subscript 4 equals 60 space straight C. Pada kapasitor 2 dan 3 yang disusun paralel, perlu dihitung dulu tegangan pada kapasitor paralel.

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell V subscript P end cell equals cell q subscript P over C subscript P end cell row blank equals cell fraction numerator 60 space straight C over denominator 6 space straight F end fraction end cell row blank equals cell 10 space straight V end cell end table

Untuk menghitung muatan pada kapasitor 2 dan 3, maka dapat dihitung:

table row cell q subscript 2 end cell equals cell C subscript 2 times V subscript p end cell row blank equals cell 2 space straight F times 10 blank straight V end cell row blank equals cell 20 space straight C end cell row blank blank blank row cell q subscript 3 end cell equals cell C subscript 3 times V subscript p end cell row blank equals cell 4 space straight F times 10 blank straight V end cell row blank equals cell 40 space straight C end cell end table
    
Jadi, jawaban yang tepat adalah q subscript 1 equals 60 space straight C semicolon space q subscript 2 equals 20 space straight C semicolon space q subscript 3 equals 40 space straight C semicolon space q subscript 4 equals 60 space straight C.

Roboguru

Kapasitor keping sejajar dengan luas permukaan  dan jarak antarkeping . Jika beda potensial antara dua keping adalah , berapakah kuat medan listrik di antara dua keping?

Pembahasan Soal:

Diketahui :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row A equals cell 0 comma 02 space straight m squared end cell row d equals cell 2 space cm equals 2 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent space straight m end cell row V equals cell 5 space volt end cell row cell epsilon subscript o end cell equals cell 8 comma 85 cross times 10 to the power of negative 12 end exponent space straight C squared straight N to the power of negative 1 end exponent straight m to the power of negative 2 end exponent end cell end table  

Ditanya :

E =....? 

Jawab :

Kita gunakan rumus pada kapasitor :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell Q over V end cell equals cell fraction numerator epsilon subscript o A over denominator d end fraction end cell row cell Q over 5 end cell equals cell fraction numerator open parentheses 8 comma 85 cross times 10 to the power of negative 12 end exponent close parentheses open parentheses 0 comma 02 close parentheses over denominator open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent close parentheses end fraction end cell row cell Q over 5 end cell equals cell fraction numerator open parentheses 8 comma 85 cross times 10 to the power of negative 12 end exponent close parentheses open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent close parentheses over denominator open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent close parentheses end fraction end cell row cell Q over 5 end cell equals cell 8 comma 85 cross times 10 to the power of negative 12 end exponent end cell row Q equals cell open parentheses 5 close parentheses open parentheses 8 comma 85 cross times 10 to the power of negative 12 end exponent close parentheses end cell row Q equals cell 44 comma 25 cross times 10 to the power of negative 12 end exponent space straight C end cell end table 

Muatan pada kapasitor sebesar 44 comma 25 cross times 10 to the power of negative 12 end exponent space straight C.

Menghitung rapat muatan :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row sigma equals cell Q over A end cell row blank equals cell fraction numerator 44 comma 25 cross times 10 to the power of negative 12 end exponent over denominator 2 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction end cell row blank equals cell 22 comma 125 cross times 10 to the power of negative 10 end exponent space straight C divided by straight m squared end cell end table 

Jadi, rapat muatannya sebesar 22 comma 125 cross times 10 to the power of negative 10 end exponent space straight C divided by straight m squared.

Menghitung kuat medan listrik diantara kedua keping :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row E equals cell sigma over epsilon subscript o end cell row blank equals cell fraction numerator 22 comma 125 cross times 10 to the power of negative 10 end exponent over denominator 8.85 cross times 10 to the power of negative 12 end exponent end fraction end cell row blank equals cell 2 comma 5 cross times 10 squared end cell row blank equals cell 250 space straight N divided by straight C end cell end table 

Jadi, kuat medan listriknya sebesar 250 N/C.

Roboguru

Tiga kapasitor yang kapasitasnya sama besar, yaitu 2 C dirangkai seperti pada gambar. Besar kapasitas antara titik A dan B adalah ...

Pembahasan Soal:

Menghitung kapasitas pada rangkaian paralel

text C end text subscript p equals 2 plus 2 text C end text subscript p equals 4 text C end text

Menghitung kapasitas total

1 over text C end text subscript t o t end subscript equals 1 over text C end text subscript p plus fraction numerator 1 over denominator text C end text end fraction 1 over text C end text subscript t o t end subscript equals 1 fourth plus fraction numerator 1 over denominator text 2 end text end fraction 1 over text C end text subscript t o t end subscript equals fraction numerator 1 plus 2 over denominator 4 end fraction 1 over text C end text subscript t o t end subscript equals 3 over 4 text C end text subscript t o t end subscript equals 4 over 3 text C end text

Dengan demikian, jawaban yang paling tepat adalah C.space

Roboguru

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Produk Ruangguru

Produk Lainnya

Hubungi Kami

Ikuti Kami

©2021 Ruangguru. All Rights Reserved