Pertanyaan

Tiga buah kapasitor dirangkai seperti gambar berikut ini. Besar energi potensial pada kapasitor 4 μF adalah ....

$\;\;$

9 μJ
13,5 μJ
27 μJ
36 μJ
40,5 μJ

A. Aulia

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

jawaban yang tepat adalah E.

Pembahasan

Diketahui: C 1 C 2 C 3 V = = = = 4 μ F 7 μ F 5 μ F 6 V Ditanya: W pada C 1 = ...? Jawaban: Energi potensial kapasitor merupakan energi yang tersimpan dala kapasitor. Energi potensial kapasitor dirumuskan sebagai: W = 2 1 C Q 2 = 2 1 Q V = 2 1 C V 2 Dimana, W = energi yang tersimpan, Q = muatan, C = kapasitas kapasitor, dan V = beda potensial. Untuk menyelesaikan soal ini, kita perlu mengetahui muatan yang mengalir pada kapasitor 4μF. Sebelum itu kita perlu menghitung kapasitas pengganti rangkaian tersebut. Kapasitas pengganti pada gambar terlihat bahwa C 2 dan C 3 tersusun paralel, lalu tersusun seri dengan C 1 . Sehingga, C t o t a l 1 C t o t a l 1 C t o t a l 1 C t o t a l 1 C t o t a l 1 C t o t a l 1 C t o t a l C t o t a l C t o t a l = = = = = = = = = C 1 1 + C p 1 C 1 1 + C 2 + C 3 1 4 1 + 7 + 5 1 4 1 + 12 1 12 3 + 1 12 4 4 12 3 μ F 3 × 1 0 − 6 F Muatan total rangkaian Q t o t a l = C t o t a l V Q t o t a l = ( 3 × 1 0 − 6 F ) ( 6 V ) Q t o t a l = 1 , 8 × 1 0 − 5 C Muatan pada C 1 Karena kapasitor C 1 tersusun seri dengan kapasitorparalel, maka Q 1 = Q t o t a l = 1 , 8 × 1 0 − 5 F Energi potensial C 1 Dengan demikian, besar energi potensial pada kapasitor 4 μF adalah 40,5μJ. Jadi, jawaban yang tepat adalah E.

Diketahui:

$C_{1} C_{2} C_{3} V = = = = 4 μ F 7 μ F 5 μ F 6 V$

Ditanya: W pada C₁ = ...?

Jawaban:

Energi potensial kapasitor merupakan energi yang tersimpan dala kapasitor. Energi potensial kapasitor dirumuskan sebagai:

$W = \frac{1}{2} \frac{Q ^{2}}{C} = \frac{1}{2} Q V = \frac{1}{2} C V^{2}$

Dimana, W = energi yang tersimpan, Q = muatan, C = kapasitas kapasitor, dan V = beda potensial.

Untuk menyelesaikan soal ini, kita perlu mengetahui muatan yang mengalir pada kapasitor 4 μF. Sebelum itu kita perlu menghitung kapasitas pengganti rangkaian tersebut.

Kapasitas pengganti

pada gambar terlihat bahwa C₂ dan C₃ tersusun paralel, lalu tersusun seri dengan C₁. Sehingga,

$\frac{1}{C _{t o t a l}} \frac{1}{C _{t o t a l}} \frac{1}{C _{t o t a l}} \frac{1}{C _{t o t a l}} \frac{1}{C _{t o t a l}} \frac{1}{C _{t o t a l}} C_{t o t a l} C_{t o t a l} C_{t o t a l} = = = = = = = = = \frac{1}{C _{1}} + \frac{1}{C _{p}} \frac{1}{C _{1}} + \frac{1}{C _{2} + C _{3}} \frac{1}{4} + \frac{1}{7 + 5} \frac{1}{4} + \frac{1}{12} \frac{3 + 1}{12} \frac{4}{12} \frac{12}{4} 3 μ F 3 \times 1 0^{- 6} F$

Muatan total rangkaian

$Q_{t o t a l} = C_{t o t a l} V Q_{t o t a l} = (3 \times 1 0^{- 6} F) (6 V) Q_{t o t a l} = 1, 8 \times 1 0^{- 5} C$

Muatan pada C₁

Karena kapasitor C₁ tersusun seri dengan kapasitor paralel, maka

$Q_{1} = Q_{t o t a l} = 1, 8 \times 1 0^{- 5} F$

Energi potensial C₁

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell W subscript 1 end cell equals cell 1 half Q subscript 1 squared over C subscript 1 end cell row cell W subscript 1 end cell equals cell 1 half fraction numerator open parentheses 1 comma 8 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent straight C close parentheses squared over denominator 4 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight F end fraction end cell row cell W subscript 1 end cell equals cell 4 comma 05 × 10 to the power of negative 5 end exponent space straight J end cell row cell W subscript 1 end cell equals cell 40 comma 5 space μJ end cell end table$

Dengan demikian, besar energi potensial pada kapasitor 4 μF adalah 40,5 μJ.

Jadi, jawaban yang tepat adalah E.

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

5.0 (3 rating)

Pertanyaan serupa

Perhatikan gambar rangkaian kapasitor berikut! Besar energi listrik dalam rangkaian kapasitor gabungan ini adalah .... ( 1 μ F = 1 0 − 6 F )

4.9

Jawaban terverifikasi

Rangkaian kapasitor ditunjukkan oleh gambar berikut. Bila titik A ke B dihubungkan dengan sumber tegangan 200 V ( 1 μ f = 10 − 6 F ), maka besar energi pada rangkaian kapasitor adalah ....

4.3

Jawaban terverifikasi

Perhatikan susunan kapasitor berikut! Tentukan besar energi yang tersimpan di kapasitor C 2 !

4.6

Jawaban terverifikasi

Perhatikan gambar rangkaian kapasitor berikut! Energi yang tersimpan dalam rangkaian adalah....

4.3

Jawaban terverifikasi

Perhatikan gambar rangkaian kapasitor berikut! Energi yang tersimpan dalam rangkaian adalah....

3.4

Jawaban terverifikasi