1. Sekolah Dasar
  2. Sekolah Menengah Pertama
  3. Sekolah Menengah Atas
  4. Mata Pelajaran
  5. Programming

3. Sebuah kapasitor berbentuk silinder berbahan dua material berbeda memiliki

Berikut ini adalah pertanyaan dari maulanaarfian034 pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

3. Sebuah kapasitor berbentuk silinder berbahan dua material berbeda memiliki panjang 5 cm (lihat gambar). Diameter bahan pertama 0,5 cm dan diameter bahan kedua 1,0 cm. Jika kapasitor tersebut dihubungkan dengan tegangan 12 V, hitunglah muatan total yang tersimpan! ​

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Jadi, muatan total yang tersimpan dalam kapasitor silinder tersebut mendekati \boxed{\sf{1,53 \pi \cdot 10^{-11} \: C}} .

Pendahuluan

Hai ! Disini saya akan membantu Anda untuk membahas materi mengenai "muatan yang tersimpan pada kapasitor silinder". Sebelum ke penghitungan, kita bersama review kembali pengertian kapasitor. Kapasitor yaitu suatu alat yang dapat menyimpan muatan listrik. Kapasitor dapat dibedakan menjadi tiga jenis berdasarkan bentuknya, yaitu keping sejajar, kapasitor bola, dan kapasitor silinder. Walaupun digunakan untuk menyimpan muatan, kapasitor tetap dipengaruhi oleh tegangan (V). Tegangan yang memengaruhi kapasitor yaitu perbandingan antara banyak muatan (Q) yang tersimpan terhadap kapasitas kapasitor (C). Tegangan pada kapasitor dapat dinyatakan dalam persamaan:

\boxed{\sf{\bold{V = \frac{Q}{C}}}}

Dengan ketentuan :

  • V = tegangan atau beda potensial listrik (Volt atau V)
  • Q = jumlah muatan yang tersimpan (Coulomb atau C)
  • C = kapasitas kapasitor (Farad atau F)

Pembahasan

Untuk mempersingkat waktu, saya akan memperinci tentang tegangan atau beda potensial pada kapasitor silinder. Kapasitor silinder berbentuk silinder berongga. Dari rongga hingga silinder bagian dalam disebut jari-jari A, dari rongga hingga bagian terluar (lihat gambar). Perhatikan persamaan beda potensial pada kapasitor silinder sebagai berikut.

\boxed{\sf{\bold{V_{AB} = \frac{1}{2\pi \cdot \epsilon_0} \cdot \frac{Q}{L} \cdot ln(\frac{r_B}{r_A})}}}

Dengan ketentuan

  • \sf{V_{AB}} = beda potensial antara silinder A dan B (V)
  • \sf{\epsilon_0} = permitivitas ruang hampa ≈ \sf{8,854 \times 10^{-12} \: C^2/N.m^2}
  • Q = jumlah muatan yang tersimpan (C)
  • L = panjang batang silinder (m)
  • \sf{r_B} = jari-jari silinder B (m)
  • \sf{r_A} = jari-jari silinder A (m)

Langkah Penyelesaian

Diketahui:

  • L = panjang batang silinder = 5 cm = \sf{5 \times 10^{-2} \: m}
  • \sf{r_B} = jari-jari silinder B = 1 cm = \sf{10^{-2} \: m}
  • \sf{r_A} = jari-jari silinder A = 0,5 cm = \sf{5 \times 10^{-3} \: m}
  • \sf{V_{AB}} = beda potensial antara silinder A dan B = 12 V

Ditanya :

  • Q = jumlah muatan yang tersimpan = ... C

Jawaban :

\sf{V_{AB} = \frac{1}{2\pi \cdot \epsilon_0} \cdot \frac{Q}{L} \cdot ln(\frac{r_B}{r_A})}

\sf{12 = \frac{1}{2\pi \cdot 8,854 \cdot 10^{-12}} \cdot \frac{Q}{5 \cdot 10^{-2}} \cdot ln(\frac{10^{-2}}{5 \cdot 10^{-3}})}

\sf{12 = \frac{10^2 \cdot Q}{10\pi \cdot 8,854 \cdot 10^{-12}} \cdot ln(0,2 \cdot 10^1)}

\sf{12 = \frac{10 \cdot Q}{\pi \cdot 8,854 \cdot 10^{-12}} \cdot ln(2)}

\sf{12 = \frac{10^{13} \cdot Q}{\pi \cdot 8,854} \cdot 0,693}

\sf{12 \cdot \pi \cdot 8,854 = 10^{13} \cdot 0,693 \cdot Q}

\sf{12 \cdot \pi \cdot 8,854 = 6,93 \cdot 10^{12} \cdot Q}

\sf{106,25 \pi = 6,93 \cdot 10^{12} \cdot Q}

\sf{106,25 \pi = 6,93 \cdot 10^{12} \cdot Q}

\sf{Q = \frac{106,25 \pi}{6,93 \cdot 10^{12}}}

\sf{Q \approx 15,3 \pi \cdot 10^{-12}}

\boxed{\sf{\bold{Q \approx 1,53 \pi \cdot 10^{-11} \: C}}}

Kesimpulan

Jadi, muatan total yang tersimpan dalam kapasitor silinder tersebut mendekati \boxed{\sf{1,53 \pi \cdot 10^{-11} \: C}} .

Pelajari Lebih Lanjut

Detail Jawaban

Kelas : 12

Mata Pelajaran : Fisika

Materi : BAB 04 - Listrik Statis

Kode Kategorisasi: 12.6.4

Kata Kunci : kapasitor; hubungan tegangan, muatan, dan kapasitas kapasitor; muatan yang tersimpan pada kapasitor silinder.

#SolusiBrainlyCommunity

Jadi, muatan total yang tersimpan dalam kapasitor silinder tersebut mendekati [tex] \boxed{\sf{1,53 \pi \cdot 10^{-11} \: C}} [/tex].Pendahuluan Hai ! Disini saya akan membantu Anda untuk membahas materi mengenai

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh MDKP 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: Tue, 13 Sep 22
<< Previous Post
Next Post >>