Sebuah rangkaian listrik tersusun atas 2 kapasitor yang tersusun secara

Berikut ini adalah pertanyaan dari dappadappadappa pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Sebuah rangkaian listrik tersusun atas 2 kapasitor yang tersusun secara seri dan satu sumbertegangan. Kapasitor A terdiri dari dua keping sejajar dengan luas masing masing 2 m2
dan berjarak
8,85 mm. Kapasitor B seperti kapasitor A tetapi disisipi bahan dielektrik dengan k=3. Sumber
tegangan yang diberikan adalah 1000V. Tentukan:

a. Kapasitansi total kapasitor! (10 point)
b. Beda potensial dan energi yang tersimpan pada kapasitor B! (10 point)

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

diket:

luas (A) = 2 m²

jarak (d) = 8,85 mm = 8,85 x 10⁻³ m

k = 3

ε₀ = 8,85 x 10⁻¹² C²/Nm²

V = 1.000 volt

ditanya:

a. kapasitas total kapasitor (C)....?

b. beda potensial (Vb) dan energi tersimpan pada kapasitor B....?

jawab:

a. menentukan kapasitas kapasitor A

   C_A = (A ε₀) / d

   C_A = (2 m² x 8,85 x 10⁻¹² C²/Nm²) / (8,85 x 10⁻³ m)

         = 2 x 10⁻¹²⁻⁽⁻³⁾ F

   C_A = 2 x 10⁻⁹ F

 - menentukan kapasitas kapasitor B

   C_B = (k A ε₀) / d

   C_B = (3 x 2 m² x 8,85 x 10⁻¹² C²/Nm²) / (8,85 x 10⁻³ m)

         = 6 x 10⁻¹²⁻⁽⁻³⁾ F

   C_B = 6 x 10⁻⁹ F

 - menentukan kapasitas total kapasitor

   dipasang seri

   1/C total = 1/C_A + 1/C_B

   1/ C total = 1/(2 x 10⁻⁹ F) + 1/(6 x 10⁻⁹ F)

                  = (6 + 2) / (12 x 10⁻⁹ F)

   C total = (12 x 10⁻⁹ F) / 8

   C total = 1,5 x 10⁻⁹ F

Jadi, besar kapasitansi total kapasitor adalah 1,5 x 10⁻⁹ F.

b. - menentukan beda potensial kapasitor B

     Vb = V/k

     Vb = 1.000 volt : 3

     Vb = 333,33 volt

  - menentukan energi yang tersimpan

    W = 1/2 C_B Vb²

    W = 1/2 x 6 x 10⁻⁹ F x (1.000/3)² volt

        = 1/3 x 10⁻³ J

Jadi, besar beda potensial dan energi yang tersimpan pada kapasitor B adalah 1.000/3 volt dan 1/3 x 10⁻³J.

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh CNBLUEaddict dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.

Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact

Last Update: Mon, 26 Jul 21