Exemples de preguntes sobre condensadors: circuits en sèrie i en paral·lel

11 Contoh soal kapasitor – rangkaian seri dan paralel

1. Tiga kapasitor terangkai seri-paralel seperti pada gambar di bawah. Jika C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 4 μF, maka kapasitas penggantinya adalah…
Discussió
Se sap que:
Kapasitor C₁ = 2 μF
Kapasitor C₂ = 4 μF
Kapasitor C₃ = 4 μF
Preguntat: Kapasitas pengganti (C)
Resposta:
Kapasitor C₂ Dan C.₃ terangkai paralel. Kapasitas penggantinya adalah :
C_P = C₂ +C₃ = 4 + 4 = 8 μF
Kapasitor C₁ Dan C._P terangkai seri. Kapasitas penggantinya adalah :
1/C = 1/C₁ + 1/C_P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8
C = 8/5 μF

μF = mikro Farad (satuan kapasitansi listrik). 1 μF = 10^-6 Farad

2. Tiga kapasitor terangkai seri-paralel seperti pada gambar di bawah. Jika C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 5 μF dan C₅ = 10 μF, maka kapasitas penggantinya adalah…
Discussió
Se sap que:
Kapasitor C₁ = 2 μF
Kapasitor C₂ = 4 μF
Kapasitor C₃ = 6 μF
Kapasitor C₄ = 5 μF
Kapasitor C₅ = 10 μF
Preguntat: Kapasitas pengganti (C)
Resposta:

Kapasitor C₂ Dan C.₃ terangkai paralel. Kapasitas penggantinya adalah :

C_P = C₂ +C₃
C_P = 4 + 6
C_P = 10 μF

Kapasitor C₁, C_P, C₄ Dan C.₅ terangkai seri. Kapasitas penggantinya adalah :

1/C = 1/C₁ + 1/C_P + 1/C₄ + 1/C₅
1/C = 1/2 + 1/10 + 1/5 + 1/10
1/C = 5/10 + 1/10 + 2/10 + 1/10
1/C = 9/10
C = 10/9 μF

3. C₁ = 3 μF, C₂ = 4 μF dan C₃ = 3 μF. Ketiga kapasitor terangkai seri-paralel. Tentukan energi listrik pada rangkaian!
Discussió
Se sap que:
Kapasitor C₁ = 3 μF
Kapasitor C₂ = 4 μF
Kapasitor C₃ = 3 μF
Preguntat: Kapasitas pengganti (C)
Resposta:

Kapasitor C₂ Dan C.₃ terangkai paralel. Kapasitas penggantinya adalah :

C_P = C₂ +C₃
C_P = 4 + 3
C_P = 7 μF

Kapasitor C₁ Dan C._P terangkai seri. Kapasitas penggantinya adalah :

1/C = 1/C₁ + 1/C_P
1/C = 1/3 + 1/7
1/C = 7/21 + 3/21
1/C = 10/21
C = 21/10
C = 2,1 μF
C = 2,1 x 10^-6 F

Energi listrik pada rangkaian :

E = ½ CV²
E = ½ (2,1 x 10^-6) (12²)
E = ½ (2,1 x 10^-6)(144)
E = (2,1 x 10^-6)(72)
E = 151,2 x 10^-6 Joule
E = 1,5 x 10^-4 Joule

4. Perhatikan gambar rangkaian kapasitor di samping! Besar muatan total pada rangkaian kapasitor tersebut adalah… (1 μF = 10^-6 F)

A. 1,50 μC

B. 2,75 μC

C. 3,50 μC

D. 4,50 μC

E. 4,75 μC

Discussió

Se sap que:

Kapasitor 1 (C₁) = 3 μF

Kapasitor 2 (C₂) = 3 μF

Kapasitor 3 (C₃) = 3 μF

Kapasitor 4 (C₄) = 2 μF

Kapasitor 5 (C₅) = 3 μF

Voltatge (V) = 3 volts

Preguntat: Muatan total pada rangkaian kapasitor (Q)

Resposta:

Kapasitor pengganti

Kapasitor C₁, C₂ duna C.₃ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :

1 / C₁₂₃ = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3

C₁₂₃ = 3/3 = 1 μF

Kapasitor C₁₂₃ Dan C.₄ dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :

C₁₂₃₄ = C₁₂₃ +C₄ = 1 + 2 = 3 μF

Kapasitor C₁₂₃₄ Dan C.₅ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :

1/C = 1/C₁₂₃₄ + 1/C₅ = 1/3 + 1/3 = 2/3

C = 3/2 μF

C = 3/2 x 10^-6 F

Muatan listrik total

Muatan listrik pada kapasitor pengganti = muatan total pada rangkaian kapasitor :

Q = VC = (3 volts)(3/2 x 10^-6 Farad) = 9/2 x 10^-6 Coulomb

Q = 9/2 mikroCoulomb = 9/2 μC

Q = 4,5 μC

La resposta correcta és D.

5. Perhatikan gambar rangkaian kapasitor di samping! Jika nilai masing-masing kapasitor C₁ = C₂ = 2 μF, C₃ = C₄ = 1 μF dan C₅ = 4 μF, maka nilai muatan total pada rangkaian tersebut adalah… (1 μF = 10^-6 F)

A. 1/7 μC

B. 2/7 μC

C. 4/7 μC

D. 6/7 μC

E. 1 μC

Discussió

Se sap que:

Kapasitor 1 (C₁) = 2 μF

Kapasitor 2 (C₂) = 2 μF

Kapasitor 3 (C₃) = 1 μF

Kapasitor 4 (C₄) = 1 μF

Kapasitor 5 (C₅) = 4 μF

Voltatge (V) = 1,5 volts

Preguntat: Muatan total pada rangkaian (Q)

Resposta:

Kapasitor pengganti

Kapasitor C₃ Dan C.₄ dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :

C₃₄ = C₃ +C₄ = 1 + 1 = 2 μF

Kapasitor C₅, C₁, C₂ Dan C.₃₄ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :

1/C = 1/C₅ + 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃₄

1/C = 1/4 + 1/2 + 1/2 + 1/2

1/C = 1/4 + 2/4 + 2/4 + 2/4

1/C = 7/4

C = 4/7 μF

C = 4/7 x 10^-6 F

Muatan listrik total

Muatan listrik pada kapasitor pengganti = muatan total pada rangkaian :

Q = VC = (1,5 volts)(4/7 x 10^-6 Farad) = 6/7 x 10^-6 Coulomb

Q = 6/7 mikroCoulomb

Q = 6/7 μC

La resposta correcta és D.

6. Perhatikan rangkaian kapasitor berikut! Besar muatan total pada rangkaian adalah…

A. 20 μC

B. 40 μC

C. 60 μC

D. 80 μC

E. 160 μC

Discussió

Se sap que:

Kapasitor 1 (C₁) = 3 μF

Kapasitor 2 (C₂) = 3 μF

Kapasitor 3 (C₃) = 4 μF

Kapasitor 4 (C₄) = 4 μF

Kapasitor 5 (C₅) = 8 μF

Voltatge (V) = 10 volts

Preguntat: Muatan total pada rangkaian (Q)

Resposta:

Kapasitor pengganti

Kapasitor C₁ Dan C.₂ dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :

C₁₂ = C₁ +C₂ = 3 + 3 = 6 μF

Kapasitor C₃ duna C.₄ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :

1 / C₃₄ = 1/C₃ + 1/C₄ = 1/4 + 1/4 = 2/4

C₃₄ = 4/2 = 2 μF

Kapasitor C₁₂, kapasitor C₃₄ dan kapasitor C₅ dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :

C = C₁₂ +C₃₄ +C₅ = 6 + 2 + 8 = 16 μF = 16 x 10^-6 Farad

Muatan listrik total

Muatan listrik pada kapasitor pengganti = muatan total pada rangkaian kapasitor :

Q = V C = (10 Volt)(16 x 10^-6 Farad) = 160 x 10^-6 Coulomb

Q= 160 mikroCoulomb = 160 μC

La resposta correcta és E.

7. Perhatikan gambar rangkaian kapasitor di samping! Besar energi listrik pada rangkain tersebut adalah… (1 µF = 10^-6 F)

A. 65 x 10^-6 Joule
B. 52 x 10^-6 Joule
C. 39 x 10^-6 Joule
D. 26 x 10^-6 Joule
E. 13 x 10^-6 Joule

Discussió
És conegut :
Kapasitor 1 (C₁) = 3 µF
Kapasitor 2 (C₂) = 1 µF
Kapasitor 3 (C₃) = 2 µF
Kapasitor 4 (C₄) = 6 µF
Kapasitor 5 (C₅) = 4 µF
Tegangan listrik (V) = 5 volt
Preguntat :  Energi listrik pada rangkaian
Jawab :

Kapasitor pengganti rangkaian kapasitor seri-paralel
Kapasitor 2 dan kapasitor 3 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C_A = C₂ +C₃ = 1 + 2 = 3 µF
Kapasitor 1, kapasitor A dan kapasitor 4 dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / C_B = 1/C₁ + 1/C_A + 1/C₄ = 1/3 + 1/3 + 1/6 = 2/6 + 2/6 + 1/6 = 5/6
C_B = 6/5 µF
Kapasitor B dan kapasitor 5 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C = C_B +C₅ = 6/5 + 4 = 6/5 + 16/4 = 24/20 + 80/20 = 104/20 = 5,2 µF
C = 5,2 x 10^-6 Farad
Energi listrik pada rangkaian
E = ½ CV² = ½ (5,2 x 10^-6) (5²) = (2,6 x 10^-6)(25)
E = 65 x 10^-6 Joule
La resposta correcta és A.

8. Perhatikan gambar rangkaian kapasitor berikut! Besar energi listrik dalam rangkaian kapasitor gabungan ini adalah… (1 µF = 10^-6 F)

A. 0,6 x 10^-3 Joule
B. 1,2 x 10^-3 Joule
C. 1,8 x 10^-3 Joule
D. 2,4 x 10^-3 Joule
E. 3,0 x 10^-3 Joule

Discussió
És conegut :
Kapasitor 1 (C₁) = 4 µF
Kapasitor 2 (C₂) = 6 µF
Kapasitor 3 (C₃) = 12 µF
Kapasitor 4 (C₄) = 2 µF
Kapasitor 5 (C₅) = 2 µF
Tegangan listrik (V) = 40 volt
Preguntat :  Energi listrik pada rangkaian
Jawab :
Kapasitor pengganti rangkaian kapasitor seri-paralel
Kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3 dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / C_A = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ = 1/4 + 1/6 + 1/12 = 3/12 + 2/12 + 1/12 = 6/12
C_A = 12/6 = 2 µF
Kapasitor 4 dan kapasitor 5 dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / C_B = 1/C₄ + 1/C₅ = 1/2 + 1/2 = 2/2
C_B = 2/2 = 1 µF
Kapasitor A dan kapasitor B dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C = C_A +C_B = 2 + 1 = 3 µF
C = 3 x 10^-6 Farad
Energi listrik pada rangkaian
E = ½ CV² = ½ (3 x 10^-6) (40²) = (1,5 x 10^-6)(1600)
E = 2400 x 10^-6 = 2,4 x 10^-3 Joule
La resposta correcta és D.

9. Perhatikan gambar rangkaian kapasitas berikut. Energi yang tersimpan dalam rangkaian listrik di atas adalah…
A. 576 Joules
B. 288 joules
C. 144 joules
D.  72 Joule
E. 48 joules
Discussió
És conegut :
Kapasitor 1 (C₁) = 4 F
Kapasitor 2 (C₂) = 4 F
Kapasitor 3 (C₃) = 4 F
Kapasitor 4 (C₄) = 4 F
Kapasitor 5 (C₅) = 2 F
Tegangan listrik (V) = 12 volt
Preguntat :  Energi listrik pada rangkaian
Jawab :
Jawab :
Kapasitor pengganti rangkaian kapasitor seri-paralel
Kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C_A = C₁ +C₂ +C₃ = 4 + 4 + 4 = 12 °F
Kapasitor 4 dan kapasitor 5 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C_B = C₄ +C₅ = 4 + 2 = 6 F
Kapasitor A dan kapasitor B dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1/C = 1/C_A + 1/C_B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 farads
Energi listrik pada rangkaian
E = ½ CV² = ½ (4)(12²) = (2)(144)
E = 288 Joules
La resposta correcta és B.

10. Perhatikan rangkaian di bawah ini! Besarnya muatan pada kapasitor C₅ és….

A. 36 Coulombs
B. 24 Coulombs
C. 12 Coulombs
D. 6 Coulombs
E. 4 Coulomb

Discussió
Se sap que:
Kapasitor 1 (C₁) = 6 F
Kapasitor 2 (C₂) = 6 F
Kapasitor 3 (C₃) = 3 F
Kapasitor 4 (C₄) = 12 F
Kapasitor 5 (C₅) = 6 F
Voltatge (V) = 12 volts
Ditanya : Muatan pada kapasitor (C₅)
Resposta:

Kapasitor
Kapasitor C₂ dan kapasitor C₃ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / C_A = 1/C₂ + 1/C₃ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6
C_A = 6/3 = 2 farads
Kapasitor C₄ dan kapasitor C₅ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / C_B = 1/C₄ + 1/C₅ = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C_B = 12/3 = 4 farads

Kapasitor C_A dan kapasitor C_B dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C_C = C_A +C_B = 2 + 4 = 6 farads
Kapasitor C₁ dan kapasitor C_C dirangkai seri :
1/C = 1/C₁ + 1/C_C = 1/6 °F + 1/6 °F = 2/6
C = 6/2 = 3 farads

Càrrega elèctrica
Muatan listrik pada kapasitor pengganti C :
q = VC = (12 volts)(3 farads) = 36 coulombs
Kapasitor 1 dan kapasitor CC dirangkai seri sehingga muatan listrik pada kapasitor pengganti C = muatan listrik pada kapasitor C₁ = muatan listrik pada kapasitor C_C = 36 Coulombs.
Kapasitor C_C berkapasitas 6 Farad dan mempunyai muatan 36 Coulomb. Beda potensial pada kapasitor C_C adalah : V = q/C_C = 36 Coulombs / 6 Farads = 6 Volts
Kapasitor C_C merupakan kapasitor pengganti untuk kapasitor C_A dan kapasitor C_B yang dirangkai paralel. Karenanya beda potensial pada kapasitor C_C (V_C) = diferència de potencial a través del condensador C_A (V_A) = diferència de potencial a través del condensador C_B (V_B) = 6 volts.

Càrrega elèctrica al condensador C_B :
q_B = V_B C_B = (6 volts)(4 farads) = 24 coulombs
Kapasitor CB merupakan kapasitor pengganti untuk kapasitor C₄ Dan C.₅ yang dirangkai seri. Karena dirangkai seri maka muatan listrik pada kapasitor C_B (q_B) = muatan listrik pada kapasitor C₄ (q₄) = muatan listrik pada kapasitor C₅ (q₅) = 24 Coulombs.
La resposta correcta és B.

11. Lima kapasitor identik masing-masing 20 µF disusun seperti pada gambar, dihubungkan sumber tegangan 6 volt. Muatan total yang tersimpan pada kapasitor C₅ és….

A. 12 µC
B. 24 µC
C. 60 µC
D. 120 µC
E. 600 µC

Discussió
Se sap que:
Kapasitor C₁ = C₂ = C₃ = C₄ = C₅ = 20 µF
Diferència de potencial (V) = 6 volts
Ditanya : Muatan total yang tersimpan pada kapasitor C5
Resposta:
Kapasitor
Kapasitor C₁ dan kapasitor C₂ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / C_A = 1/C₁ + 1/C₂ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_A = 20/2 = 10 µF
Kapasitor C₃ dan kapasitor C₄ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / C_B = 1/C₃ + 1/C₄ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_B = 20/2 = 10 µF
Kapasitor C_A dan kapasitor C_B dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C_C = C_A +C_B = 10 + 10 = 20 µF
Kapasitor C_C dan kapasitor C₅ dirangkai seri :
1/C = 1/C_C + 1/C₅ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C = 20/2 = 10 µF

Càrrega elèctrica
Muatan listrik pada kapasitor pengganti C :
q = VC = (6 volts)(10 x 10^-6 Farad) = 60 x 10^-6 Coulomb = 60 µC
Kapasitor C_C dan kapasitor 5 dirangkai seri sehingga muatan listrik pada kapasitor pengganti C = muatan listrik pada kapasitor C_C = muatan listrik pada kapasitor C₅ = 60 µC.
La resposta correcta és C.

Font de la pregunta:

Preguntes de física de l'examen nacional per a secundària/institut professional