Kondenzátor példakérdések – soros és párhuzamos áramkörök

11 Contoh soal kapasitor – rangkaian seri dan paralel

1. Tiga kondenzátor terangkai seri-paralel seperti pada gambar di bawah. Jika C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 4 μF, maka kapasitas penggantinya adalah…
Vita
Köztudott, hogy:
Kapasitor C₁ = 2 μF
Kapasitor C₂ = 4 μF
Kapasitor C₃ = 4 μF
Kérdezte: Kapasitas pengganti (C)
Válasz:
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…
Vita
Köztudott, hogy:
Kapasitor C₁ = 2 μF
Kapasitor C₂ = 4 μF
Kapasitor C₃ = 6 μF
Kapasitor C₄ = 5 μF
Kapasitor C₅ = 10 μF
Kérdezte: Kapasitas pengganti (C)
Válasz:

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!
Vita
Köztudott, hogy:
Kapasitor C₁ = 3 μF
Kapasitor C₂ = 4 μF
Kapasitor C₃ = 3 μF
Kérdezte: Kapasitas pengganti (C)
Válasz:

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 × 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

Vita

Köztudott, hogy:

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

Feszültség (V) = 3 volt

Kérdezte: Muatan total pada rangkaian kapasitor (Q)

Válasz:

Kapasitor pengganti

Kapasitor C₁, C₂ degy 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 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 × 10^-6 F

Muatan listrik total

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

Q = VC = (3 volt)(3/2 x 10^-6 Farad) = 9/2 x 10^-6 ampermásodperc

Q = 9/2 mikroCoulomb = 9/2 μC

Q = 4,5 μC

A helyes válasz a 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

Vita

Köztudott, hogy:

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

Feszültség (V) = 1,5 volt

Kérdezte: Muatan total pada rangkaian (Q)

Válasz:

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 × 10^-6 F

Muatan listrik total

Muatan listrik pada kapasitor pengganti = muatan total pada rangkaian :

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

Q = 6/7 mikroCoulomb

Q = 6/7 μC

A helyes válasz a 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

Vita

Köztudott, hogy:

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

Feszültség (V) = 10 volt

Kérdezte: Muatan total pada rangkaian (Q)

Válasz:

Kapasitor pengganti

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

C₁₂ = C₁ + C₂ = 3 + 3 = 6 μF

Kapasitor C₃ degy 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 ampermásodperc

Q= 160 mikroCoulomb = 160 mC

A helyes válasz az 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
Kb. 39 x 10^-6 Joule
D. 26 x 10^-6 Joule
E. 13 x 10^-6 Joule

Vita
Ismert :
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
Kérdezte :  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 × 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
A helyes válasz az 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
Kb. 1,8 x 10^-3 Joule
D. 2,4 x 10^-3 Joule
E. 3,0 x 10^-3 Joule

Vita
Ismert :
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
Kérdezte :  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 × 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
A helyes válasz a D.

9. Perhatikan gambar rangkaian kapasitas berikut. Energi yang tersimpan dalam rangkaian listrik di atas adalah…
A. 576 joule
Kb. 288 joule
Kb. 144 joule
D.  72 Joule
E. 48 joule
Vita
Ismert :
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
Kérdezte :  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 Farad
Energi listrik pada rangkaian
E = ½ CV² = ½ (4)(12)²) = (2)(144)
E = 288 joule
A helyes válasz a B.

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

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

Vita
Köztudott, hogy:
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
Feszültség (V) = 12 volt
Ditanya : Muatan pada kapasitor (C₅)
Válasz:

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 Farad
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 Farad

Kapasitor C_A dan kapasitor C_B dirangkai paralel. Kapasitor pengganti :
C_C = C_A + C_B = 2 + 4 = 6 Farad
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 Farad

Elektromos töltés
Muatan listrik pada kapasitor pengganti C :
q = VC = (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 = elektromos töltés a C kondenzátoron_C = 36 Coulomb.
Kapasitor C_C berkapasitas 6 Farad dan mempunyai muatan 36 Coulomb. Beda potensial pada kapasitor C_C adalah : V = q/C_C = 36 Coulomb / 6 Farad = 6 Volt
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) = a C kondenzátoron lévő potenciálkülönbség_A (V_A) = a C kondenzátoron lévő potenciálkülönbség_B (V_B) = 6 volt.

Elektromos töltés a C kondenzátoron_B :
q_B = V_B C_B = (6 volt)(4 farad) = 24 coulomb
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 Coulomb.
A helyes válasz a 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 van….

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

Vita
Köztudott, hogy:
Kapasitor C₁ = C₂ = C₃ = C₄ = C₅ = 20 µF
Beda potensial (V) = 6 Volt
Ditanya : Muatan total yang tersimpan pada kapasitor C5
Válasz:
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

Elektromos töltés
Muatan listrik pada kapasitor pengganti C :
q = VC = (6 volt)(10 × 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 = elektromos töltés a C kondenzátoron₅ = 60 µC.
A helyes válasz a C.

Kérdés forrása:

Országos fizika vizsgakérdések középiskolák/szakközépiskolák számára