Tenaga elektrik dalam litar kapasitor – masalah dan penyelesaian
1. Tentukan tenaga elektrik dalam litar yang ditunjukkan dalam rajah di bawah (1 µF = 10 -6 F)
Diketahui:
Kapasitor 1 (C1) = 3 µF 
Kapasitor 2 (C 2 ) = 1 µF
Kapasitor 3 (C 3 ) = 2 µF
Kapasitor 4 (C 4 ) = 6 µF
Kapasitor 5 (C 5 ) = 4 µF
Voltan elektrik (V) = 5 volt
Dikehendaki: Tenaga elektrik dalam litar
Penyelesaian:
Kapasitor setara:
Kapasitor 2 dan kapasitor 3 disambungkan secara selari . Kapasitor setara:
C A = C 2 + C 3 = 1 + 2 = 3 µF
Kapasitor 1, kapasitor A dan kapasitor 4 disambungkan secara bersiri . Kapasitor setara:
1/C B = 1/C 1 + 1/C A + 1/C 4 = 1/3 + 1/3 + 1/6 = 2/6 + 2/6 + 1/6 = 5/6
C B = 6/5 µF
Kapasitor B dan kapasitor 5 disambungkan secara selari. Kapasitor setara:
C = C B + C 5 = 6/5 + 4 = 6/5 + 16/4 = 24/20 + 80/20 = 104/20 = 5.2 µF
C = 5.2 x 10 -6 Farad
Tenaga elektrik dalam litar:
E = ½ CV 2 = ½ (5.2 x 10 -6 )(5 2 ) = (2.6 x 10 -6 )(25)
E = 65 x 10 -6 Joule
2. Tentukan tenaga elektrik dalam litar kapasitor yang ditunjukkan dalam rajah di bawah (1 µF = 10 -6 F)
Diketahui:
Kapasitor 1 (C1) = 4 µF 
Kapasitor 2 (C 2 ) = 6 µF
Kapasitor 3 (C 3 ) = 12 µF
Kapasitor 4 (C 4 ) = 2 µF
Kapasitor 5 (C 5 ) = 2 µF
Voltan elektrik (V) = 40 volt
Dikehendaki: Tenaga elektrik dalam litar
Penyelesaian:
Kapasitor setara:
Kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3 disambungkan secara bersiri. Kapasitor setara:
1/C A = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3 = 1/4 + 1/6 + 1/12 = 3/12 + 2/12 + 1/12 = 6/12
CA = 12/6 = 2 µF
Kapasitor 4 dan kapasitor 5 disambungkan secara bersiri. Kapasitor setara:
1/C B = 1/C 4 + 1/C 5 = 1/2 + 1/2 = 2/2
C B = 2/2 = 1 µF
Kapasitor A dan kapasitor B secara selari. Kapasitor setara:
C = C A + C B = 2 + 1 = 3 µF
C = 3 x 10 -6 Farad
Tenaga elektrik dalam litar:
E = ½ CV 2 = ½ (3 x 10 -6 )(40 2 ) = (1.5 x 10 -6 )(1600)
E = 2400 x 10 -6 = 2.4 x 10 -3 Joule
3. Tentukan tenaga yang tersimpan dalam litar elektrik yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.
Diketahui:
Kapasitor 1 (C1) = 4 F 
Kapasitor 2 (C 2 ) = 4 F
Kapasitor 3 (C 3 ) = 4 F
Kapasitor 4 (C 4 ) = 4 F
Kapasitor 5 (C 5 ) = 2 F
Voltan elektrik (V) = 12 volt
Dikehendaki: Tenaga elektrik dalam litar
Penyelesaian:
Kapasitor setara:
Kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3 disambungkan secara selari. Kapasitor setara:
C A = C 1 + C 2 + C 3 = 4 + 4 + 4 = 12 F
Kapasitor 4 dan kapasitor 5 disambungkan secara selari. Kapasitor setara:
C B = C 4 + C 5 = 4 + 2 = 6 F
Kapasitor A dan kapasitor B disambungkan secara bersiri. Kapasitor setara:
1/C = 1/C A + 1/C B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 Farad
Tenaga elektrik dalam litar:
E = ½ CV 2 = ½ (4)(12 2 ) = (2)(144)
E = 288 Joule
1. Soalan: Bagaimanakah tenaga disimpan dalam kapasitor?
Jawapan: Tenaga dalam kapasitor disimpan dalam medan elektrik di antara platnya. Apabila voltan dikenakan merentasi kapasitor, cas positif terkumpul pada satu plat dan cas negatif pada plat yang bertentangan, menghasilkan medan elektrik.
2. Soalan: Apakah formula untuk tenaga yang tersimpan dalam kapasitor?
Jawapan: Tenaga (U) yang disimpan dalam kapasitor diberikan oleh ��=12��2 dengan C ialah kapasitans dan V ialah voltan merentasi kapasitor.
3. Soalan: Apakah yang berlaku kepada tenaga yang tersimpan dalam kapasitor apabila voltan digandakan?
Jawapan: Oleh kerana tenaga adalah berkadar terus dengan kuasa dua voltan (V^2), apabila voltan digandakan, tenaga meningkat sebanyak empat kali ganda.
4. Soalan: Mengapakah kapasitor yang dicas boleh berbahaya walaupun ia telah diputuskan sambungannya daripada sumber voltannya?
Jawapan: Kapasitor yang dicas boleh mengekalkan tenaga tersimpannya walaupun diputuskan sambungannya daripada sumber voltannya. Jika konduktor (atau seseorang) bersentuhan dengan terminal, tenaga tersimpan boleh dilepaskan dengan cepat, berpotensi menyebabkan bahaya atau kerosakan.
5. Soalan: Bagaimanakah tenaga yang disimpan dalam kapasitor berubah jika kapasitans dikurangkan separuh sambil mengekalkan voltan yang malar?
Jawapan: Jika kapasitans dikurangkan separuh dan voltan kekal malar, tenaga yang disimpan juga akan dikurangkan separuh, kerana tenaga adalah berkadar terus dengan kapasitans.
6. Soalan: Apakah peranan yang dimainkan oleh bahan dielektrik dalam kapasitor?
Jawapan: Bahan dielektrik meningkatkan kapasitans kapasitor dengan mengurangkan medan elektrik berkesan antara plat dan juga menghalang pengaliran cas antara plat.
7. Soalan: Dalam litar kapasitor siri, bagaimanakah jumlah kapasitans berbanding dengan kapasitans individu?
Jawapan: Dalam susunan siri, songsangan bagi jumlah kapasitans (1/C_total) ialah jumlah songsangan bagi setiap kapasitans. Ini bermakna jumlah kapasitans dalam konfigurasi siri sentiasa kurang daripada kapasitans terkecil dalam siri tersebut.
8. Soalan: Bagaimanakah jumlah kapasitans dikira untuk kapasitor yang disambungkan secara selari?
Jawapan: Bagi kapasitor secara selari, jumlah kapasitans ialah jumlah kapasitans individu.
9. Soalan: Mengapakah kapasitor menyekat arus terus (DC) tetapi membenarkan arus ulang-alik (AC) melaluinya?
Jawapan: Kapasitor menyekat DC kerana sebaik sahaja ia dicas sepenuhnya, tiada arus selanjutnya boleh mengalir. Walau bagaimanapun, dengan AC, voltan sentiasa berubah, menyebabkan kapasitor mengecas dan menyahcas, membolehkan arus berkesan mengalir.
10. Soalan: Apakah yang berlaku kepada voltan kapasitor jika ia disambungkan kepada bateri dan kemudian diputuskan sambungannya sebelum mencapai cas penuh?
Jawapan: Kapasitor akan mengekalkan voltan yang ada pada saat pemutusan dan tidak akan mengecas lagi melainkan disambungkan kembali ke sumber kuasa.
