Contoh Soal dan Pembahasan Kapasitor Seri-Paralel – Kapasitor adalah suatu komponen elektronik yang dapat menyimpan muatan listrik. Suatu kapasitor dapat dibuat menggunakan dua buah konduktor yang dipasang sejajar namun memiliki jarak sejauh d. Komponen kapasitor sering sekali dijumpai pada alat-alat elektronika seperti HP, TV, komputer/laptop dan alat elektronik lainya.
Di sini kita akan mempelajari bagaimana cara menentukan Kapasitas kapasitor total, kapasitas masing-masing kapasitor, muatan yang tersimpan pada masing-masing kapasitor serta muatan totalnya, menentukan tegangan pada kapasitor dan berapa energi yang tersimpan pada kapasitor.
Berikut adalah Rumus Penting Kapasitor
Anda Juga dapat mempelajarinya pada artikel saya sebelumnya
- Pengertian Kapasitas Kapasitor, Satuan, Simbol, Fungsi Kapasitor dalam Rangkaian Listrik, Macam2 Kapasitor dan Contoh Soal
- Kapasitor & Contoh Soal Kapasitor
- Contoh Soal dan Pembahasan Kapasitor Seri
Kumpulan Contoh Soal dan Pembahasan Kapasitor Seri-Paralel
Contoh 1 – Soal dan Pembahasan Kapasitor Seri-Paralel
Dua buah kapasitor 4 µF dan 12 µF, jika kedua kapasitor ini dirangkai secara seri. Tentukan kapasitas kapasitor pengganti untuk kedua kapasitor tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
C1 = 4 µF
C2 = 12 µF
Ditanya : Tentukan kapasitas kapasitor pengganti untuk kedua kapasitor tersebut?
Karena kapasitor tersusun secara seri maka besar kapasitas kapasitor pengganti dapat dihitung menggunakan rumus berikut ini
Jadi, kapasitas kapasitor pengganti untuk kedua kapasitor tersebut adalah 3µF
Pembahasan:
Diketahui:
C1 = 2 µF
C2 = 4 µF
C3 = 6 µF
C4 = 8 µF
Ditanya : Tentukan kapasitas kapasitor pengganti untuk keempat kapasitor tersebut?
Ketika kapasitor disusun secara paralel, maka kapasitas kapasitor pengganti atau kapasitor totalnya adalah jumlah kapasitas dari masing-masing kapasitor.
Cp = C1 + C2 + C3 + C4
Cp = 2 µF + 4 µF + 6 µF + 8 µF
Cp = 20 µF
Jadi, kapasitas kapasitor pengganti untuk keempat kapasitor tersebut adalah 20 µF.
Tentukan besar kapasitas kapasitor jika diukur pada titik ab?
Pembahasan:
Diketahui:
C1 = C2 = C3 = ... = C16 = C = 2 µF
Ditanya : Tentukan besar kapasitas kapasitor jika diukur pada titik ab?
Langkah 1 : Selesaikan terlebih dahulu kapasitor yang dirangkai secara paralel.
#Rangkaian Paralel C2, C3 dan C4 di beri nama Cp1
Cp1 = C4 + C3 + C4
Karena ada 3 kapasitor yang sama, maka
Cp1 = 3C
Cp1 = 3(2 µF) = 6 µF
#Rangkaian Paralel C5 sampai C9 di beri nama Cp2
Cp2 = C5 + C6 + C7 + C8 + C9
Karena ada 5 kapasitor yang sama, maka
Cp2 = 5C
Cp2 = 5(2 µF) = 10 µF
#Rangkaian Paralel C10 sampai C16 di beri nama Cp3
Cp3 = C10 + C11 + C12 + C13 + C14 + C15 + C16
Karena ada 7 kapasitor yang sama, maka
Cp3 = 7C
Cp3 = 7(2 µF) = 14 µF
Setelah diparalelkan maka diperoleh rangkaian setara sebagai berikut:
Langkah 2 : Terlihat bahwa C1, CP1, Cp2 dan Cp3 tersusun secara seri. Maka untuk memperoleh kapasitas kapasitor pada titik ab adalah dengan cara serikan keempat kapasitor tersebut.
Jadi, kapasitas kapasitor jika diukur dari titik ab adalah 1,19 µF
Diketahui bahwa kapasitas masing-masing kapasitor adalah 10 µF dan dihubungkan dengan tegangan sumber sebesar 24 Volt. Tentukanlah:
a. Kapasitas Kapasitor Total Rangkaian
b. Muatan Total
c. Muatan Pada Masing-masing Kapasitor
Pembahasan:
Diketahui:
R1 = R2 = R3 = R4 = 10 µF
Vs = 24 Volt
Ditanya : ....?
a. Kapasitas Kapasitor Total Rangkaian
Langkah pertama, selesaikan terlebuh dahulu rangkaian paralel C2, C3 dan C4
Cp = C2 + C3 + C4
Cp = 10 µF + 10 µF + 10 µF
Cp = 30 µF
Jadi, besar rangkaian pengganti untuk C2, C3 dan C4 adalah 30 µF
Setelah diparalelkan, maka akan diperoleh rangkaian seri untuk kapasitor C1 dan Cp
Langkah kedua : Serikan Kapasitor C1 dan Cp, maka kita akan per oleh nilai kapasitas kapasitor total (Ct)
Jadi, kapasitas kapasitor total rangkaian adalah 7,5 µF
b. Muatan Total (Qt)
Untuk mencari muatan total rangkaian, maka kita dapat gunakan rumus berikut
Karena kita akan mencari muatan total kapasitor, maka kapasitas kapasitor yang kita gunakan adalah kapasitas kapasitor total dan tegangan sumber Vs.
Qt = Ct . Vs
Qt = 7,5 µF (24 Volt)
Qt = 180 µC
Jadi, total muatan yang tersimpan dalam rangkaian kapasitor tersebut adalah 180 µC
c. Muatan Pada Masing-masing Kapasitor
Ingat : muatan pada rangkaian seri adalah sama, sedangkan muatan pada rangkaian paralel adalah berbeda. Total muatan pada kapasitor yang tersusun secara paralel adalah jumlah dari muatan yang tersimpan dapa masing-masing kapasitor.
Perhatikan Rangkaian C1 dan Cp di atas. Karena kedua kapasitor tersusun secara seri terhadap tegangan sumber Vs, maka muatan pada kedua kapasitor C1 dan Cp adalah sama dengan muatan total rangkaian.
Kemudian, untuk mengetahui jumlah muatan pada kapasitor C2, C3 dan C4 maka kita perlu tahu terlebuh dahulu tegangan yang bekerja pada kapasitor tersebut. Ingat : tegangan pada kapasitor paralel adalah sama dengan tegangan sumbernya, yaitu Cp. Hal ini di karena rangkaian setara C2, C3 dan C4 adalah Cp.
Muatan Pada C2
Muatan Pada C3
Muatan Pada C4
Kita peroleh bahwa muatan yang tersimpan pada C2, C3 dan C4 adalah sama, yaitu 60 µC. Hal ini dikarenakan kapasitas ketiga resistor yang identik atau sama. Sehingga dapat disimpulkan ketika kapasitor yang dirangkai secara paralel memiliki kapasitas kapasitor yang sama, maka muatan yang tersimpan pada masing-masing kapasitor adalah sama dengan muatan yang tersimpan pada satu kapasitor tersebut dan muatan totalnya adalah banyaknya kapasitor dikali dengan muatan yang tersimpan pada satu kapasitor.
Contoh 2 – Soal dan Pembahasan Kapasitor Seri-Paralel
Empat buah kapasitor dirangkai secara paralel seperti pada gambar di bawah ini. Jika besar keempat kapasitor adalah C1 = 2 µF, C2 = 4 µF, C3 = 6 µF dan C4 = 8 µF. Tentukan kapasitas kapasitor pengganti untuk keempat kapasitor tersebut?Pembahasan:
Diketahui:
C1 = 2 µF
C2 = 4 µF
C3 = 6 µF
C4 = 8 µF
Ditanya : Tentukan kapasitas kapasitor pengganti untuk keempat kapasitor tersebut?
Ketika kapasitor disusun secara paralel, maka kapasitas kapasitor pengganti atau kapasitor totalnya adalah jumlah kapasitas dari masing-masing kapasitor.
Cp = C1 + C2 + C3 + C4
Cp = 2 µF + 4 µF + 6 µF + 8 µF
Cp = 20 µF
Jadi, kapasitas kapasitor pengganti untuk keempat kapasitor tersebut adalah 20 µF.
Baca Juga : 5 Contoh Soal dan Pembahasan Kapasitor Paralel
Contoh 3 – Soal dan Pembahasan Kapasitor Seri-Paralel
16 resistor identik yang memiliki kapasitas masing-masing kapasitor adalah 2 µF dan dirangkai secara seri-paralel seperti pada gambar di bawah ini.Tentukan besar kapasitas kapasitor jika diukur pada titik ab?
Pembahasan:
Diketahui:
C1 = C2 = C3 = ... = C16 = C = 2 µF
Ditanya : Tentukan besar kapasitas kapasitor jika diukur pada titik ab?
Langkah 1 : Selesaikan terlebih dahulu kapasitor yang dirangkai secara paralel.
#Rangkaian Paralel C2, C3 dan C4 di beri nama Cp1
Cp1 = C4 + C3 + C4
Karena ada 3 kapasitor yang sama, maka
Cp1 = 3C
Cp1 = 3(2 µF) = 6 µF
#Rangkaian Paralel C5 sampai C9 di beri nama Cp2
Cp2 = C5 + C6 + C7 + C8 + C9
Karena ada 5 kapasitor yang sama, maka
Cp2 = 5C
Cp2 = 5(2 µF) = 10 µF
#Rangkaian Paralel C10 sampai C16 di beri nama Cp3
Cp3 = C10 + C11 + C12 + C13 + C14 + C15 + C16
Karena ada 7 kapasitor yang sama, maka
Cp3 = 7C
Cp3 = 7(2 µF) = 14 µF
Setelah diparalelkan maka diperoleh rangkaian setara sebagai berikut:
Langkah 2 : Terlihat bahwa C1, CP1, Cp2 dan Cp3 tersusun secara seri. Maka untuk memperoleh kapasitas kapasitor pada titik ab adalah dengan cara serikan keempat kapasitor tersebut.
Jadi, kapasitas kapasitor jika diukur dari titik ab adalah 1,19 µF
Baca Juga : Contoh dan Pembahasan Soal Resistor Paralel
Contoh 4 – Soal dan Pembahasan Kapasitor Seri-Paralel
Empat buah kapasitor identik dirangkai secara seri dan paralel seperti pada gambar di bawah ini.Diketahui bahwa kapasitas masing-masing kapasitor adalah 10 µF dan dihubungkan dengan tegangan sumber sebesar 24 Volt. Tentukanlah:
a. Kapasitas Kapasitor Total Rangkaian
b. Muatan Total
c. Muatan Pada Masing-masing Kapasitor
Pembahasan:
Diketahui:
R1 = R2 = R3 = R4 = 10 µF
Vs = 24 Volt
Ditanya : ....?
a. Kapasitas Kapasitor Total Rangkaian
Langkah pertama, selesaikan terlebuh dahulu rangkaian paralel C2, C3 dan C4
Cp = C2 + C3 + C4
Cp = 10 µF + 10 µF + 10 µF
Cp = 30 µF
Jadi, besar rangkaian pengganti untuk C2, C3 dan C4 adalah 30 µF
Setelah diparalelkan, maka akan diperoleh rangkaian seri untuk kapasitor C1 dan Cp
Langkah kedua : Serikan Kapasitor C1 dan Cp, maka kita akan per oleh nilai kapasitas kapasitor total (Ct)
Jadi, kapasitas kapasitor total rangkaian adalah 7,5 µF
b. Muatan Total (Qt)
Untuk mencari muatan total rangkaian, maka kita dapat gunakan rumus berikut
C=Q/∆V
Karena kita akan mencari muatan total kapasitor, maka kapasitas kapasitor yang kita gunakan adalah kapasitas kapasitor total dan tegangan sumber Vs.
Qt = Ct . Vs
Qt = 7,5 µF (24 Volt)
Qt = 180 µC
Jadi, total muatan yang tersimpan dalam rangkaian kapasitor tersebut adalah 180 µC
c. Muatan Pada Masing-masing Kapasitor
Ingat : muatan pada rangkaian seri adalah sama, sedangkan muatan pada rangkaian paralel adalah berbeda. Total muatan pada kapasitor yang tersusun secara paralel adalah jumlah dari muatan yang tersimpan dapa masing-masing kapasitor.
Perhatikan Rangkaian C1 dan Cp di atas. Karena kedua kapasitor tersusun secara seri terhadap tegangan sumber Vs, maka muatan pada kedua kapasitor C1 dan Cp adalah sama dengan muatan total rangkaian.
Kemudian, untuk mengetahui jumlah muatan pada kapasitor C2, C3 dan C4 maka kita perlu tahu terlebuh dahulu tegangan yang bekerja pada kapasitor tersebut. Ingat : tegangan pada kapasitor paralel adalah sama dengan tegangan sumbernya, yaitu Cp. Hal ini di karena rangkaian setara C2, C3 dan C4 adalah Cp.
Muatan Pada C2
Muatan Pada C3
Muatan Pada C4
Kita peroleh bahwa muatan yang tersimpan pada C2, C3 dan C4 adalah sama, yaitu 60 µC. Hal ini dikarenakan kapasitas ketiga resistor yang identik atau sama. Sehingga dapat disimpulkan ketika kapasitor yang dirangkai secara paralel memiliki kapasitas kapasitor yang sama, maka muatan yang tersimpan pada masing-masing kapasitor adalah sama dengan muatan yang tersimpan pada satu kapasitor tersebut dan muatan totalnya adalah banyaknya kapasitor dikali dengan muatan yang tersimpan pada satu kapasitor.
Untuk Melihat Soal Selanjutnya Klik Next
Terima kasih Telah Berkunjung dan Semangat Terus Belajarnya
Advertisement