Pertanyaan

Sebuah kapasitor keping sejajar yang tebalnya d mempunyai kapasitansi C 0 . Dalam kapasitor dimasukkan dua bahan yang disusun seri. jika tiap-tiap bahan tebalnya d /2 dan memiliki konstanta dielektrik k 1 dan k 2 , tentukan kapasitas totalnya!.

Sebuah kapasitor keping sejajar yang tebalnya d mempunyai kapasitansi C₀. Dalam kapasitor dimasukkan dua bahan yang disusun seri. jika tiap-tiap bahan tebalnya d/2 dan memiliki konstanta dielektrik k₁ dan k₂, tentukan kapasitas totalnya!.

Y. Maghfirah

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

kapasitas kapasitor totalnya adalah k 1 + k 2 2 k 1 k 2 C 0 .

kapasitas kapasitor totalnya adalah

\frac{2 k _{1} k _{2} C _{0}}{k _{1} + k _{2}}

Pembahasan

Diketahui: tebal kapasitor = d kapasitansi= C 0 tebal bahan = d b = d /2 konstanta dielektrik 1 = k 1 konstanta dielktrik 2 = k 2 Ditanya: C tot = ? Pembahasan: Untuk menyelesaikan soal ini terlebih dahulu perlu ditentukan kapasitas kapasitor sebelum disisipkan bahan dilektrik, yaitu: C 0 = d ε 0 A Ketika disisipkan bahan dielektrik 1 maka kapsitas kapasitornya akan menjadi: C 1 = 2 d ε 0 k 1 A C 1 = 2 k 1 d ε 0 A C 1 = 2 k 1 ⋅ C 0 Sementara itu kapasitas kapasitor ketika disisipkan bahan dielektrik 2 adalah: C 2 = 2 d ε 0 k 2 A C 2 = 2 k 2 d ε 0 A C 2 = 2 k 2 ⋅ C 0 Sehingga kapasitas kapasitor totalnya ketika disusun seri adalah: C t o t 1 = C 1 1 + C 2 1 C t o t 1 = 2 k 1 C 0 1 + 2 k 2 C 0 1 C t o t 1 = 2 k 1 k 2 C 0 k 2 + 2 k 1 k 2 C 0 k 1 C t o t 1 = 2 k 1 k 2 C 0 k 1 + k 2 C t o t = k 1 + k 2 2 k 1 k 2 C 0 Jadi, kapasitas kapasitor totalnya adalah k 1 + k 2 2 k 1 k 2 C 0 .

Diketahui:

tebal kapasitor = d

kapasitansi = C₀

tebal bahan = d_b = d/2

konstanta dielektrik 1 = k₁

konstanta dielktrik 2 = k₂

Ditanya: C_tot = ?

Pembahasan:

Untuk menyelesaikan soal ini terlebih dahulu perlu ditentukan kapasitas kapasitor sebelum disisipkan bahan dilektrik, yaitu:

$C_{0} = \frac{ε _{0} A}{d}$

Ketika disisipkan bahan dielektrik 1 maka kapsitas kapasitornya akan menjadi:

$C_{1} = \frac{ε _{0} k _{1} A}{\frac{d}{2}} C_{1} = 2 k_{1} \frac{ε _{0} A}{d} C_{1} = 2 k_{1} \cdot C_{0}$

Sementara itu kapasitas kapasitor ketika disisipkan bahan dielektrik 2 adalah:

$C_{2} = \frac{ε _{0} k _{2} A}{\frac{d}{2}} C_{2} = 2 k_{2} \frac{ε _{0} A}{d} C_{2} = 2 k_{2} \cdot C_{0}$

Sehingga kapasitas kapasitor totalnya ketika disusun seri adalah:

$\frac{1}{C _{t o t}} = \frac{1}{C _{1}} + \frac{1}{C _{2}} \frac{1}{C _{t o t}} = \frac{1}{2 k _{1} C _{0}} + \frac{1}{2 k _{2} C _{0}} \frac{1}{C _{t o t}} = \frac{k _{2}}{2 k _{1} k _{2} C _{0}} + \frac{k _{1}}{2 k _{1} k _{2} C _{0}} \frac{1}{C _{t o t}} = \frac{k _{1} + k _{2}}{2 k _{1} k _{2} C _{0}} C_{t o t} = \frac{2 k _{1} k _{2} C _{0}}{k _{1} + k _{2}}$

Jadi, kapasitas kapasitor totalnya adalah $\frac{2 k _{1} k _{2} C _{0}}{k _{1} + k _{2}}$ .

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

5.0 (1 rating)

Pertanyaan serupa

Saat kapasitor sejajar berisi kertas, energi yang tersimpan sebesar 20 joule. Jika kertas dilepas tanpa melepaskan baterai, energi yang tersimpan menjadi 5 joule. Jika kapasitas saat kosong 5 F. Tentu...

2.0

Jawaban terverifikasi

Sebuah kapasitor keping sejajar luas tiap keping 2000 cm² dan jarak pisah antara kedua keping 1 cm. Ketika penyekat berupa udara, beda potensial di antara dua keping 2000 volt, tetapi jika disisipkan ...

3.7

Jawaban terverifikasi

Sebuah kapasitor keping sejajar yang luasnya A , dan jarak antara keping adalah d , dimuati sampai beda potensialnya V . Baterai pengisi kemudian diputus sambungannya dan jarak kedua keping kapasitor ...

4.5

Jawaban terverifikasi

Kapasitas keping sejajar kapasitasnya 20 μF saat diantara kedua keping kosong tanpa bahan dielektrik. Kapasitor dimuati dengan menghubungkan ke sumber tegangan 6 volt, dan setelah penuh terisi muatan ...

0.0

Jawaban terverifikasi

Diketahui keping sejajar yang luas setiap kepingnya 5000 cm 2 , jarak antar keping 0,5 cm, dan potensial awalnya 10 kV. Jika di antara keping diisikan bahan dielektrik dengan permitivitas relatif 5, h...

5.0

Jawaban terverifikasi