Sebuah kapasitor yang kapasitasnya 100 pF dimuati sampai suatu perbedaan potensial sebesar 50 V. Baterai pemuat kemudian diputus sambungannya. Kapasitor tersebut kemudian dihubungkan paralel dengan sebuah kapasitor kedua yang mula-mula tidak bermuatan. Jika perbedaan potensial yang diukur turun menjadi 35 V dalam keadaan paralel, berapakah kapasitas dari kapasitor kedua?

Pertanyaan

Sebuah kapasitor yang kapasitasnya 100 pF dimuati sampai suatu perbedaan potensial sebesar 50 V. Baterai pemuat kemudian diputus sambungannya. Kapasitor tersebut kemudian dihubungkan paralel dengan sebuah kapasitor kedua yang mula-mula tidak bermuatan. Jika perbedaan potensial yang diukur turun menjadi 35 V dalam keadaan paralel, berapakah kapasitas dari kapasitor kedua? $undefined$

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui:

Kondisi awal:

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell C subscript 1 end cell equals cell 100 space pF end cell row cell V subscript 1 end cell equals cell 50 space straight V end cell end table end style$

Disambung paralel dengan kapasitor kedua, baterai dilepas:

$begin mathsize 14px style V subscript 2 equals V subscript p equals 35 space straight V end style$

Ditanyakan:

$begin mathsize 14px style C subscript 2 equals ? end style$

Jawab:

Kondisi awal:

Persamaan muatan kapasitor:

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell Q subscript 1 end cell equals cell C subscript 1 V subscript 1 end cell row blank equals cell open parentheses 100 times 10 to the power of negative 12 end exponent close parentheses open parentheses 50 close parentheses equals 5 times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C end cell end table end style$

Kondisi akhir:

Karena kapasitor kedua disambungkan setelah baterai dilepas dari kapasitor pertama, jumlah muatan keseluruhan dalam rangkaian tetap, $begin mathsize 14px style Q subscript p equals Q subscript 1 end style$ .

Kapasitansi total rangkaian paralel:

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell Q subscript p end cell equals cell C subscript p V subscript p end cell row cell 5 times 10 to the power of negative 9 end exponent end cell equals cell C subscript p open parentheses 35 close parentheses end cell row cell C subscript p end cell equals cell 5 over 35 times 10 to the power of negative 9 end exponent almost equal to 1 comma 43 times 10 to the power of negative 10 end exponent space straight F end cell end table end style$

Kapasitansi kapasitor kedua:

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell C subscript p end cell equals cell C subscript 1 plus C subscript 2 end cell row cell C subscript 2 end cell equals cell 1 comma 43 times 10 to the power of negative 10 end exponent space straight F minus 100 space pF end cell row blank equals cell 1 comma 43 times 10 to the power of negative 10 end exponent minus 1 times 10 to the power of negative 10 end exponent end cell row blank equals cell 0 comma 43 times 10 to the power of negative 10 end exponent space F end cell end table$

Jadi kapasitansi kapasitor kedua sebesar 0,43 $cross times 10 to the power of negative 10 end exponent$ F

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

N. Puspita

Terakhir diupdate 30 Agustus 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

Sebuah kapasitor dengan ruang antarkepingnya berisi udara, dihubungkan ke sebuah baterai sehingga tiap kepingnya bermuatan 100 C. Tanpa melepas baterai, ruang antarkeping diisi dengan minyak dan terny...

Pembahasan Soal:

Roboguru

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...

Pembahasan Soal:

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

Roboguru

Sebuah kapasitor keping sejajar diisi dengan dua keping dielektrik seperti dalam gambar. Jika sebelum celah kapasitor diisi dengan bahan dielektrik, kapasitasnya adalah C0. tentukanlah kapasitas kapa...

Pembahasan Soal:

Pembahasan

Sebelum celah diisi dengan bahan dielektrik

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

setelah diisi bahan elektrik pertama

$C subscript 1 equals fraction numerator epsilon subscript o epsilon subscript r 1 end subscript begin display style 1 half end style A over denominator d end fraction C subscript 1 equals fraction numerator epsilon subscript o 2 begin display style A over 2 end style over denominator begin display style d end style end fraction C subscript 1 equals fraction numerator epsilon subscript o A over denominator begin display style d end style end fraction C subscript 1 equals C subscript o$

setelah diisi bahan elektrik kedua

$C subscript 2 equals fraction numerator epsilon subscript o epsilon subscript r 2 end subscript begin display style A over 2 end style over denominator begin display style d end style end fraction C subscript 2 equals fraction numerator epsilon subscript o 4 begin display style A over 2 end style over denominator begin display style d end style end fraction C subscript 2 equals fraction numerator 2 epsilon subscript o A over denominator begin display style d end style end fraction C subscript 2 equals 2 C subscript o$

maka besar kapasitas kapasitor menjadi

$1 over C subscript p equals 1 over C subscript 1 plus 1 over C subscript 2 1 over C subscript p equals 1 over C subscript o plus fraction numerator 1 over denominator 2 C subscript o end fraction 1 over C subscript p equals fraction numerator 3 over denominator 2 C subscript o end fraction C subscript p equals 2 over 3 C subscript o$

Dengan demikian kapasitas kapasitor menjadi 2/3 C_o

Roboguru

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 dip...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

A, d, V

$begin mathsize 14px style d subscript 2 equals 2 d end style$

Ditanyakan:

$begin mathsize 14px style V subscript 2 equals ? end style$ dalam A, d, V

Jawab:

Kapasitor berada di udara sehingga $undefined$ .

Persamaan kapasitor:

$begin mathsize 14px style C equals Q over V equals fraction numerator epsilon A over denominator d end fraction end style$

Karena jarak (d) diubah setelah baterai diputus, jumlah muatan kapasitor sebelum dan sesudah baterai diputus tidak berubah (Q tetap):

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell Q subscript 1 end cell equals cell Q subscript 2 end cell row cell fraction numerator V subscript 1 epsilon subscript 1 A subscript 1 over denominator d subscript 1 end fraction end cell equals cell fraction numerator V subscript 2 epsilon subscript 2 A subscript 2 over denominator d subscript 2 end fraction end cell row cell fraction numerator V up diagonal strike epsilon A end strike over denominator up diagonal strike d end fraction end cell equals cell fraction numerator V subscript 2 up diagonal strike epsilon A end strike over denominator 2 up diagonal strike d end fraction end cell row cell V subscript 2 end cell equals cell bold 2 bold italic V end cell end table end style$
Jadi beda potensial yang baru sebesar 2V.

Roboguru