Contoh soal kapasitor – rangkaian seri dan paralel

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…
Contoh soal kapasitor – rangkaian seri dan paralel 1Pembahasan
Diketahui :
Kapasitor C1 = 2 μF
Kapasitor C2 = 4 μF
Kapasitor C3 = 4 μF
Ditanya : Kapasitas pengganti (C)
Jawab :
Kapasitor C2 dan C3 terangkai paralel. Kapasitas penggantinya adalah :
CP = C2 + C3 = 4 + 4 = 8 μF
Kapasitor C1 dan CP terangkai seri. Kapasitas penggantinya adalah :
1/C = 1/C1 + 1/CP = 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…
Pembahasan
Contoh soal kapasitor – rangkaian seri dan paralel 2Diketahui :
Kapasitor C1 = 2 μF
Kapasitor C2 = 4 μF
Kapasitor C3 = 6 μF
Kapasitor C4 = 5 μF
Kapasitor C5 = 10 μF
Ditanya : Kapasitas pengganti (C)
Jawab :

Kapasitor C2 dan C3 terangkai paralel. Kapasitas penggantinya adalah :

CP = C2 + C3
CP = 4 + 6
CP = 10 μF

Kapasitor C1, CP, C4 dan C5 terangkai seri. Kapasitas penggantinya adalah :

1/C = 1/C1 + 1/CP + 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!
Pembahasan
Diketahui :Contoh soal kapasitor – rangkaian seri dan paralel 3
Kapasitor C1 = 3 μF
Kapasitor C2 = 4 μF
Kapasitor C3 = 3 μF
Ditanya : Kapasitas pengganti (C)
Jawab :

Kapasitor C2 dan C3 terangkai paralel. Kapasitas penggantinya adalah :

CP = C2 + C3
CP = 4 + 3
CP = 7 μF

Kapasitor C1 dan CP terangkai seri. Kapasitas penggantinya adalah :

1/C = 1/C1 + 1/CP
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 C V2
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)

Pembahasan soal UN fisika SMA tahun 2015 - 78A. 1,50 μC

B. 2,75 μC

C. 3,50 μC

D. 4,50 μC

E. 4,75 μC

Pembahasan

Diketahui :

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

Tegangan (V) = 3 Volt

Ditanya : Muatan total pada rangkaian kapasitor (Q)

Jawab :

Kapasitor pengganti

Kapasitor C1, C2 dan C3 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 C4 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :

C1234 = C123 + C4 = 1 + 2 = 3 μF

Kapasitor C1234 dan C5 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 = V C = (3 Volt)(3/2 x 10-6 Farad) = 9/2 x 10-6 Coulomb

Q = 9/2 mikroCoulomb = 9/2 μC

Q = 4,5 μC

Jawaban yang benar adalah 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 μCPembahasan soal UN fisika SMA tahun 2015 - 79

B. 2/7 μC

C. 4/7 μC

D. 6/7 μC

E. 1 μC

Pembahasan

Diketahui :

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

Tegangan (V) = 1,5 Volt

Ditanya : Muatan total pada rangkaian (Q)

Jawab :

Kapasitor pengganti

Kapasitor C3 dan C4 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :

C34 = C3 + C4 = 1 + 1 = 2 μF

Kapasitor C5, C1, C2 dan C34 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 = V C = (1,5 Volt)(4/7 x 10-6 Farad) = 6/7 x 10-6 Coulomb

Q = 6/7 mikroCoulomb

Q = 6/7 μC

Jawaban yang benar adalah D.

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

A. 20 μC Pembahasan soal UN fisika SMA tahun 2016 - 91

B. 40 μC

C. 60 μC

D. 80 μC

E. 160 μC

Pembahasan

Diketahui :

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

Tegangan (V) = 10 Volt

Ditanya : Muatan total pada rangkaian (Q)

Jawab :

Kapasitor pengganti

Kapasitor C1 dan C2 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :

C12 = C1 + C2 = 3 + 3 = 6 μF

Kapasitor C3 dan C4 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

Jawaban yang benar adalah E.

7. Perhatikan gambar rangkaian kapasitor di samping! Besar energi listrik pada rangkain tersebut adalah… (1 µF = 10-6 F)
Rangkaian kapasitor – Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 1

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

Pembahasan
Diketahui :
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
Ditanya :  Energi listrik pada rangkaian
Jawab :

Kapasitor pengganti rangkaian kapasitor seri-paralel
Kapasitor 2 dan kapasitor 3 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
CA = C2 + C3 = 1 + 2 = 3 µF
Kapasitor 1, kapasitor A dan kapasitor 4 dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1/CB = 1/C1 + 1/CA + 1/C4 = 1/3 + 1/3 + 1/6 = 2/6 + 2/6 + 1/6 = 5/6
CB = 6/5 µF
Kapasitor B dan kapasitor 5 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C = CB + 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 C V2 = ½ (5,2 x 10-6)(52) = (2,6 x 10-6)(25)
E = 65 x 10-6 Joule
Jawaban yang benar adalah A.

8. Perhatikan gambar rangkaian kapasitor berikut! Besar energi listrik dalam rangkaian kapasitor gabungan ini adalah… (1 µF = 10-6 F)
Rangkaian kapasitor – Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 2

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

Pembahasan
Diketahui :
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
Ditanya :  Energi listrik pada rangkaian
Jawab :
Kapasitor pengganti rangkaian kapasitor seri-paralel
Kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3 dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1/CA = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/4 + 1/6 + 1/12 = 3/12 + 2/12 + 1/12 = 6/12
CA = 12/6 = 2 µF
Kapasitor 4 dan kapasitor 5 dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1/CB = 1/C4 + 1/C5 = 1/2 + 1/2 = 2/2
CB = 2/2 = 1 µF
Kapasitor A dan kapasitor B dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C = CA + CB = 2 + 1 = 3 µF
C = 3 x 10-6 Farad
Energi listrik pada rangkaian
E = ½ C V2 = ½ (3 x 10-6)(402) = (1,5 x 10-6)(1600)
E = 2400 x 10-6 = 2,4 x 10-3 Joule
Jawaban yang benar adalah D.

9. Perhatikan gambar rangkaian kapasitas berikut. Energi yang tersimpan dalam rangkaian listrik di atas adalah…
Rangkaian kapasitor – Pembahasan soal dan jawaban UN fisika SMA MA 2013 - 3A. 576 Joule
B. 288 Joule
C. 144 Joule
D.  72 Joule
E. 48 Joule
Pembahasan
Diketahui :
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
Ditanya :  Energi listrik pada rangkaian
Jawab :
Jawab :
Kapasitor pengganti rangkaian kapasitor seri-paralel
Kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
CA = C1 + C2 + C3 = 4 + 4 + 4 = 12 F
Kapasitor 4 dan kapasitor 5 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
CB = C4 + C5 = 4 + 2 = 6 F
Kapasitor A dan kapasitor B dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1/C = 1/CA + 1/CB = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 Farad
Energi listrik pada rangkaian
E = ½ C V2 = ½ (4)(122) = (2)(144)
E = 288 Joule
Jawaban yang benar adalah B.

10. Pembahasan soal UN fisika SMA MA 2014 – Rangkaian kapasitor 1Perhatikan rangkaian di bawah ini! Besarnya muatan pada kapasitor C5 adalah….

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

Pembahasan
Diketahui :
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
Tegangan (V) = 12 Volt
Ditanya : Muatan pada kapasitor (C5)
Jawab :

Kapasitor
Kapasitor C2 dan kapasitor C3 dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1/CA = 1/C2 + 1/C3 = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6
CA = 6/3 = 2 Farad
Kapasitor C4 dan kapasitor C5 dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1/CB = 1/C4 + 1/C5 = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
CB = 12/3 = 4 Farad

Kapasitor CA dan kapasitor CB dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
CC = CA + CB = 2 + 4 = 6 Farad
Kapasitor C1 dan kapasitor CC dirangkai seri :
1/C = 1/C1 + 1/CC = 1/6 F + 1/6 F = 2/6
C = 6/2 = 3 Farad

Muatan Listrik
Muatan listrik pada kapasitor pengganti C :
q = V C = (12 Volt)(3 Farad) = 36 Coulomb
Kapasitor 1 dan kapasitor CC dirangkai seri sehingga muatan listrik pada kapasitor pengganti C = muatan listrik pada kapasitor C1 = muatan listrik pada kapasitor CC = 36 Coulomb.
Kapasitor CC berkapasitas 6 Farad dan mempunyai muatan 36 Coulomb. Beda potensial pada kapasitor CC adalah : V = q/CC = 36 Coulomb / 6 Farad = 6 Volt
Kapasitor CC merupakan kapasitor pengganti untuk kapasitor CA dan kapasitor CB yang dirangkai paralel. Karenanya beda potensial pada kapasitor CC (VC) = beda potensial pada kapasitor CA (VA) = beda potensial pada kapasitor CB (VB) = 6 Volt.

Muatan listrik pada kapasitor CB :
qB = VB CB = (6 Volt)(4 Farad) = 24 Coulomb
Kapasitor CB merupakan kapasitor pengganti untuk kapasitor C4 dan C5 yang dirangkai seri. Karena dirangkai seri maka muatan listrik pada kapasitor CB (qB) = muatan listrik pada kapasitor C4 (q4) = muatan listrik pada kapasitor C5 (q5) = 24 Coulomb.
Jawaban yang benar adalah B.

Pembahasan soal UN fisika SMA MA 2014 – Rangkaian kapasitor 2

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

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

Pembahasan
Diketahui :
Kapasitor C1 = C2 = C3 = C4 = C5 = 20 µF
Beda potensial (V) = 6 Volt
Ditanya : Muatan total yang tersimpan pada kapasitor C5
Jawab :
Kapasitor
Kapasitor C1 dan kapasitor C2 dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1/CA = 1/C1 + 1/C2 = 1/20 + 1/20 = 2/20
CA = 20/2 = 10 µF
Kapasitor C3 dan kapasitor C4 dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1/CB = 1/C3 + 1/C4 = 1/20 + 1/20 = 2/20
CB = 20/2 = 10 µF
Kapasitor CA dan kapasitor CB dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
CC = CA + CB = 10 + 10 = 20 µF
Kapasitor CC dan kapasitor C5 dirangkai seri :
1/C = 1/CC + 1/C5 = 1/20 + 1/20 = 2/20
C = 20/2 = 10 µF

Muatan Listrik
Muatan listrik pada kapasitor pengganti C :
q = V C = (6 Volt)(10 x 10-6 Farad) = 60 x 10-6 Coulomb = 60 µC
Kapasitor CC dan kapasitor 5 dirangkai seri sehingga muatan listrik pada kapasitor pengganti C = muatan listrik pada kapasitor CC = muatan listrik pada kapasitor C5 = 60 µC.
Jawaban yang benar adalah C.

Sumber soal:

Soal UN Fisika SMA/MA

 

Tinggalkan Komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Beli tulisan Anda, 1 Judul Rp. 50.000. Pelajaran Kimia, Matematika, Biologi SMP/SMA.
Baca Info Selengkapnya

X