संधारित्र के उदाहरण प्रश्न – श्रृंखला और समानांतर परिपथ

11 Contoh soal kapasitor – rangkaian seri dan paralel

1. तिगा कैपसिटर terangkai seri-paralel seperti pada gambar di bawah. Jika C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 4 μF, maka kapasitas penggantinya adalah…
विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
Kapasitor C₁ = 2 μF
Kapasitor C₂ = 4 μF
Kapasitor C₃ = 4 μF
पूछा गया: Kapasitas pengganti (C)
उत्तर :
Kapasitor C₂ और सी₃ terangkai paralel. Kapasitas penggantinya adalah :
C_P = सी₂ + ग₃ = 4 + 4 = 8 μF
Kapasitor C₁ और सी_P terangkai seri. Kapasitas penggantinya adalah :
1/सी = 1/सी₁ + 1/सी_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 बिजली की एक विशेष नाप

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…
विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
Kapasitor C₁ = 2 μF
Kapasitor C₂ = 4 μF
Kapasitor C₃ = 6 μF
Kapasitor C₄ = 5 μF
Kapasitor C₅ = 10 μF
पूछा गया: Kapasitas pengganti (C)
उत्तर :

Kapasitor C₂ और सी₃ terangkai paralel. Kapasitas penggantinya adalah :

C_P = सी₂ + ग₃
C_P = 4 + 6
C_P = 10 μF

Kapasitor C₁, सी_P, सी₄ और सी₅ terangkai seri. Kapasitas penggantinya adalah :

1/सी = 1/सी₁ + 1/सी_P + 1/सी₄ + 1/सी₅
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

एक्सएनएनएक्स सी₁ = 3 μF, C₂ = 4 μF dan C₃ = 3 μF. Ketiga kapasitor terangkai seri-paralel. Tentukan energi listrik pada rangkaian!
विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
Kapasitor C₁ = 3 μF
Kapasitor C₂ = 4 μF
Kapasitor C₃ = 3 μF
पूछा गया: Kapasitas pengganti (C)
उत्तर :

Kapasitor C₂ और सी₃ terangkai paralel. Kapasitas penggantinya adalah :

C_P = सी₂ + ग₃
C_P = 4 + 3
C_P = 7 μF

Kapasitor C₁ और सी_P terangkai seri. Kapasitas penggantinya adalah :

1/सी = 1/सी₁ + 1/सी_P
1/C = 1/3 + 1/7
1/C = 7/21 + 3/21
1/C = 10/21
सी = 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) (12)²)
E = ½ (2,1 x 10^-6)(144)
E = (2,1 x 10^-6)(72)
ई = 151,2 x 10^-6 जौल
ई = 1,5 x 10^-4 जौल

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

विचार-विमर्श

ह ज्ञात है कि:

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

वोल्टेज (V) = 3 वोल्ट

पूछा गया: Muatan total pada rangkaian kapasitor (Q)

उत्तर :

Kapasitor pengganti

Kapasitor C₁, सी₂ dएक सी₃ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :

1 / सी₁₂₃ = 1/सी₁ + 1/सी₂ + 1/सी₃ = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3

C₁₂₃ = १८.१/२.५५ = ७.१ μF

Kapasitor C₁₂₃ और सी₄ dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :

C₁₂₃₄ = सी₁₂₃ + ग₄ = 1 + 2 = 3 μF

Kapasitor C₁₂₃₄ और सी₅ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :

1/सी = 1/सी₁₂₃₄ + 1/सी₅ = 1/3 + 1/3 = 2/3

सी = 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 वोल्ट)(3/2 x 10^-6 फैराड) = 9/2 x 10^-6 कूलम्ब

Q = 9/2 mikroCoulomb = 9/2 μC

Q = 4,5 μC

सही उत्तर है डी.

5. Perhatikan gambar rangkaian kapasitor di samping! Jika nilai masing-masing kapasitor C₁ = सी₂ = 2 μF, C₃ = सी₄ = 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

विचार-विमर्श

ह ज्ञात है कि:

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

वोल्टेज (V) = 1,5 वोल्ट

पूछा गया: Muatan total pada rangkaian (Q)

उत्तर :

Kapasitor pengganti

Kapasitor C₃ और सी₄ dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :

C₃₄ = सी₃ + ग₄ = 1 + 1 = 2 μF

Kapasitor C₅, सी₁, सी₂ और सी₃₄ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :

1/सी = 1/सी₅ + 1/सी₁ + 1/सी₂ + 1/सी₃₄

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

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

1/C = 7/4

सी = 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 वोल्ट)(4/7 x 10^-6 फैराड) = 6/7 x 10^-6 कूलम्ब

Q = 6/7 mikroCoulomb

Q = 6/7 μC

सही उत्तर है डी.

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

एक 20 μC

बी 40 μC

सी. 60 μC

डी 80 μC

ई। १ 160 μC

विचार-विमर्श

ह ज्ञात है कि:

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

वोल्टेज (V) = 10 वोल्ट

पूछा गया: Muatan total pada rangkaian (Q)

उत्तर :

Kapasitor pengganti

Kapasitor C₁ और सी₂ dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :

C₁₂ = सी₁ + ग₂ = 3 + 3 = 6 μF

Kapasitor C₃ dएक सी₄ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :

1 / सी₃₄ = 1/सी₃ + 1/सी₄ = 1/4 + 1/4 = 2/4

C₃₄ = १८.१/२.५५ = ७.१ μF

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

C = सी₁₂ + ग₃₄ + ग₅ = 6 + 2 + 8 = 16 μF = 16 x 10^-6 बिजली की एक विशेष नाप

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 कूलम्ब

क्यू = 160 mikroCoulomb = ४० μC

सही उत्तर E है।

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

ए. 65 x 10^-6 जौल
बी. 52 x 10^-6 जौल
सी. 39 x 10^-6 जौल
डी. 26 x 10^-6 जौल
ई. 13 x 10^-6 जौल

विचार-विमर्श
ज्ञात है :
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
पूछा :  Energi listrik pada rangkaian
जवाबी :

Kapasitor pengganti rangkaian kapasitor seri-paralel
Kapasitor 2 dan kapasitor 3 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C_A = सी₂ + ग₃ = 1 + 2 = 3 µF
Kapasitor 1, kapasitor A dan kapasitor 4 dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / सी_B = 1/सी₁ + 1/सी_A + 1/सी₄ = 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 :
सी = सी_B + ग₅ = 6/5 + 4 = 6/5 + 16/4 = 24/20 + 80/20 = 104/20 = 5,2 µF
C = 5,2 x 10^-6 बिजली की एक विशेष नाप
Energi listrik pada rangkaian
E = ½ CV² = ½ (5,2 x 10^-6) (5)²) = (2,6 x 10^-6)(25)
ई = 65 x 10^-6 जौल
सही जवाब क है।

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

ए. 0,6 x 10^-3 जौल
बी. 1,2 x 10^-3 जौल
सी. 1,8 x 10^-3 जौल
डी. 2,4 x 10^-3 जौल
ई. 3,0 x 10^-3 जौल

विचार-विमर्श
ज्ञात है :
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
पूछा :  Energi listrik pada rangkaian
जवाबी :
Kapasitor pengganti rangkaian kapasitor seri-paralel
Kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3 dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / सी_A = 1/सी₁ + 1/सी₂ + 1/सी₃ = 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 / सी_B = 1/सी₄ + 1/सी₅ = 1/2 + 1/2 = 2/2
C_B = 2/2 = 1 µF
Kapasitor A dan kapasitor B dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
सी = सी_A + ग_B = 2 + 1 = 3 µF
C = 3 x 10^-6 बिजली की एक विशेष नाप
Energi listrik pada rangkaian
E = ½ CV² = ½ (3 x 10^-6) (40)²) = (1,5 x 10^-6)(1600)
ई = 2400 x 10^-6 = 2,4 एक्स 10^-3 जौल
सही उत्तर है डी.

9. Perhatikan gambar rangkaian kapasitas berikut. Energi yang tersimpan dalam rangkaian listrik di atas adalah…
ए. 576 जूल
बी. 288 जूल
लगभग 144 जूल
D.  72 Joule
ई. 48 जूल
विचार-विमर्श
ज्ञात है :
Kapasitor 1 (C₁) = 4 एफ
Kapasitor 2 (C₂) = 4 एफ
Kapasitor 3 (C₃) = 4 एफ
Kapasitor 4 (C₄) = 4 एफ
Kapasitor 5 (C₅) = 2 एफ
Tegangan listrik (V) = 12 volt
पूछा :  Energi listrik pada rangkaian
जवाबी :
जवाबी :
Kapasitor pengganti rangkaian kapasitor seri-paralel
Kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C_A = सी₁ + ग₂ + ग₃ = 4 + 4 + 4 = 12 F
Kapasitor 4 dan kapasitor 5 dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C_B = सी₄ + ग₅ = 4 + 2 = 6 F
Kapasitor A dan kapasitor B dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1/सी = 1/सी_A + 1/सी_B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 फैराड
Energi listrik pada rangkaian
E = ½ CV² = ½ (4)(12²) = (2)(144)
E = 288 जूल
सही जवाब बी है।

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

ए. 36 कूलम्ब
बी. 24 कूलम्ब
सी. 12 कूलम्ब
डी. 6 कूलम्ब
E. 4 Coulomb

विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
Kapasitor 1 (C₁) = 6 एफ
Kapasitor 2 (C₂) = 6 एफ
Kapasitor 3 (C₃) = 3 एफ
Kapasitor 4 (C₄) = 12 एफ
Kapasitor 5 (C₅) = 6 एफ
वोल्टेज (V) = 12 वोल्ट
Ditanya : Muatan pada kapasitor (C₅)
उत्तर :

कपसिटर
Kapasitor C₂ dan kapasitor C₃ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / सी_A = 1/सी₂ + 1/सी₃ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6
C_A = 6/3 = 2 फैराड
Kapasitor C₄ dan kapasitor C₅ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / सी_B = 1/सी₄ + 1/सी₅ = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C_B = 12/3 = 4 फैराड

Kapasitor C_A dan kapasitor C_B dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C_C = सी_A + ग_B = 2 + 4 = 6 फैराड
Kapasitor C₁ dan kapasitor C_C dirangkai seri :
1/सी = 1/सी₁ + 1/सी_C = 1/6 F + 1/6 F = 2/6
C = 6/2 = 3 फैराड

बिजली का आवेश
Muatan listrik pada kapasitor pengganti C :
q = VC = (12 वोल्ट)(3 फैराड) = 36 कूलम्ब
Kapasitor 1 dan kapasitor CC dirangkai seri sehingga muatan listrik pada kapasitor pengganti C = muatan listrik pada kapasitor C₁ = संधारित्र C पर विद्युत आवेश_C = 36 कूलम्ब।
Kapasitor C_C berkapasitas 6 Farad dan mempunyai muatan 36 Coulomb. Beda potensial pada kapasitor C_C adalah : V = q/C_C = 36 कूलम्ब / 6 फैराड = 6 वोल्ट
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) = संधारित्र C के सिरों पर विभवांतर_A (V_A) = संधारित्र C के सिरों पर विभवांतर_B (V_B) = 6 वोल्ट.

संधारित्र C पर विद्युत आवेश_B :
q_B वी =_B C_B = (6 वोल्ट)(4 फैराड) = 24 कूलम्ब
Kapasitor CB merupakan kapasitor pengganti untuk kapasitor C₄ और सी₅ 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 कूलम्ब।
सही जवाब बी है।

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

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

विचार-विमर्श
ह ज्ञात है कि:
Kapasitor C₁ = सी₂ = सी₃ = सी₄ = सी₅ = 20 µF
विभवांतर (V) = 6 वोल्ट
Ditanya : Muatan total yang tersimpan pada kapasitor C5
उत्तर :
कपसिटर
Kapasitor C₁ dan kapasitor C₂ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / सी_A = 1/सी₁ + 1/सी₂ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_A = 20/2 = 10 µF
Kapasitor C₃ dan kapasitor C₄ dirangkai seri. Kapasitor pengganti :
1 / सी_B = 1/सी₃ + 1/सी₄ = 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 = सी_A + ग_B = 10 + 10 = 20 µF
Kapasitor C_C dan kapasitor C₅ dirangkai seri :
1/सी = 1/सी_C + 1/सी₅ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C = 20/2 = 10 µF

बिजली का आवेश
Muatan listrik pada kapasitor pengganti C :
q = VC = (6 वोल्ट)(10 x 10^-6 फैराड) = 60 x 10^-6 कूलम्ब = 60 µC
Kapasitor C_C dan kapasitor 5 dirangkai seri sehingga muatan listrik pada kapasitor pengganti C = muatan listrik pada kapasitor C_C = संधारित्र C पर विद्युत आवेश₅ = 60 µC.
सही जवाब सी है।

प्रश्न का स्रोत:

सीनियर हाई स्कूल/व्यावसायिक हाई स्कूल के लिए राष्ट्रीय परीक्षा भौतिकी प्रश्न