Materi, Soal Dan Penyelesaian Rangkaian Kapasitor Seri Dan Paralel Lengkap

Table of Contents

Kapasitor adalah sebuah komponen elektronik yang digunakan untuk menyimpan energi dalam medan listrik antara dua konduktor yang terpisah oleh bahan dielektrik. Komponen ini terdiri dari dua terminal dan bahan dielektrik di antara keduanya. Ketika kapasitor terhubung ke sumber listrik, muatan listrik akan mengalir dari satu terminal ke terminal lainnya, menumpuk di kedua konduktor. Kemudian, muatan ini dapat dilepaskan ketika diperlukan. Kapasitor digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti sirkuit listrik, pengatur motor listrik, filter sinyal, dan penyimpan energi sementara dalam sistem daya.

 

Kapasitor dihubungkan bersama secara seri ketika mereka daisy chained bersama dalam satu baris. Untuk kapasitor yang terhubung seri, arus pengisian ( iC ) yang mengalir melalui kapasitor adalah SAMA untuk semua kapasitor karena hanya memiliki satu jalur untuk diikuti.

Kemudian, Kapasitor dalam Seri semua memiliki arus yang sama yang mengalir melalui mereka sebagai iT = i1 = i2 = i3 dll. Oleh karena itu setiap kapasitor akan menyimpan jumlah muatan listrik yang sama, Q pada platnya terlepas dari kapasitansinya.

Ini karena muatan yang disimpan oleh plat kapasitor mana saja pasti berasal dari plat kapasitor yang berdekatan. Oleh karena itu, kapasitor yang dihubungkan bersama secara seri harus memiliki muatan yang sama.
QT = Q1 = Q2 = Q3 … .dst

Pertimbangkan rangkaian berikut di mana tiga kapasitor, C1, C2 dan C3 semua terhubung bersama-sama dalam cabang seri di tegangan suplai antara titik A dan B.

 

Baca Juga: Materi Efek Fotolistrik - Pengertian, Rumus dan Contoh Soal Perhitungan Efek Fotolistrik

 

Rangkaian Kapasitor dalam Seri

 

 
Pada rangkaian Kapasitor Paralel sebelumnya kita melihat bahwa kapasitansi total, C_T dari rangkaian itu sama dengan jumlah dari semua kapasitor individu ditambahkan bersama-sama. Dalam serangkaian terhubung rangkaian Namun, total atau setara kapasitansi C_T dihitung secara berbeda.

Dalam rangkaian seri di atas plat kanan kapasitor pertama, C₁ terhubung ke plat kiri dari kapasitor kedua, C₂ yang plat kanan dihubungkan ke plat kiri dari kapasitor ketiga, C₃. Kemudian rangkaian seri ini berarti bahwa dalam rangkaian terhubung DC, kapasitor C₂ secara efektif diisolasi dari rangkaian.

Hasil dari ini adalah bahwa area plat efektif telah menurun ke kapasitansi individu terkecil yang terhubung dalam rantai seri. Oleh karena itu penurunan tegangan pada masing-masing kapasitor akan berbeda tergantung pada nilai kapasitansi masing-masing.

Kemudian dengan menerapkan Hukum Kirchoff 2 - Tegangan ( KVL ) ke rangkaian di atas, kita mendapatkan:

 

Sejak Q = C*V dan menata ulang untuk V = Q/C, menggantikan Q/C untuk setiap tegangan kapasitor V_C dalam persamaan KVL atas akan memberi kita:

 

 

Rangkaian Kapasitor

Dua kapasitor atau lebih dapat disusun secara seri maupun paralel dalam satu rangkaian listrik. Rangkaian seri memiliki sifat-sifat yang berbeda dengan rangkaian paralel. Berikut diberikan tabel sifat-sifatnya pada rangkaian seri dan paralel.

 

 

Rangkaian Paralel Kapasitor (Kondensator)

Rangkaian Paralel Kapasitor adalah Rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih Kapasitor yang disusun secara berderet atau berbentuk Paralel. Dengan menggunakan Rangkaian Paralel Kapasitor ini, kita dapat menemukan nilai Kapasitansi pengganti yang diinginkan.

Rumus dari Rangkaian Paralel Kapasitor (Kondensator) adalah :

C_total= C₁+ C₂+ C₃+ C₄+ …. + C_n

Dimana :

C_total = Total Nilai Kapasitansi Kapasitor
C₁     = Kapasitor ke-1
C₂    = Kapasitor ke-2
C₃    = Kapasitor ke-3
C₄    = Kapasitor ke-4
C_n     = Kapasitor ke-n

Berikut ini adalah gambar bentuk Rangkaian Paralel Kapasitor

 

 

SOAL DAN PENYELESAIAN RANGKAIAN KAPASITOR SERI DAN PARALEL LENGKAP

---

Soal 1. Empat buah kapasitor dirangkai seperti pada gambar di bawah.

 

 tentukanlah BESAR:
a. Kapasitas pengganti;
b. Beda potensial masing-masing kapsitor;
c. Muatan pada masing-masing kapasitor;
d. Energi total pada rangkaian !
e. Energi pada masing-masing kapasitor;

 
Jawaban Fisika :
a. Kapasitas pengganti
$C_1$ paralel dengan $C_2$, maka:

 

 b. Beda potensial pada masing-masing kapsitor;
Muatan total rangkaian:

 

 d. Besar energi total pada rangkaian !:

 

 Soal 2. Sebuah kapasitor keping sejajar yang luasnya $10c{m}^2$ dipasang pada beda potensial 12 V, diketahui jarak antar keping 1 mm. Tentukan besar:
a. medan listrik antara dua keping;
b. Rapat muatan pada keping kapasitor
c. Muatan pada keping kapasitor

 Jawaban Fisika

 

 

Soal 3 : Seorang Engineer ingin membuat Jig Tester dengan salah satu nilai Kapasitansi Kapasitor yang paling cocok untuk rangkaiannya adalah 500pF, tetapi nilai 500pF tidak terdapat di Pasaran. Maka Engineer tersebut menggunakan 2 buah Kapasitor yang bernilai 1000pF yang kemudian dirangkainya menjadi sebuah Rangkaian Seri Kapasitor untuk mendapatkan nilai yang diinginkannya.

Penyelesaian :

2 buah Kapasitor dengan nilai 1000pF

1/C_total = 1/C₁ + 1/C₂
1/C_total = 1/1000 + 1/1000
1/C_total = 2/1000
2 x C_total = 1 x 1000
C_total = 1000/2
C_total = 500pF

Catatan :

• Nilai Kapasitansi Kapasitor akan bertambah dengan menggunakan Rangkaian Paralel Kapasitor, sedangkan nilai Kapasitansinya akan berkurang jika menggunakan Rangkaian Seri Kapasitor. Hal ini sangat berbeda dengan Rangkaian Seri dan Paralel untuk Resitor (Hambatan).
• Pada kondisi tertentu, Rangkaian Gabungan antara Paralel dan Seri dapat digunakan untuk menemukan nilai Kapasitansi yang diperlukan.
• Kita juga dapat menggunakan Multimeter untuk mengukur dan memastikan Nilai Kapasitansi dari Rangkaian Seri ataupun Paralel Kapasitor sesuai dengan Nilai Kapasitansi yang kita inginkan.

 

Soal 4 :  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…

Pembahasan
Diketahui :
Kapasitor C₁ = 2 μF
Kapasitor C₂ = 4 μF
Kapasitor C₃ = 6 μF
Kapasitor C₄ = 5 μF
Kapasitor C₅ = 10 μF
Ditanya : Kapasitas pengganti (C)
Jawab :
Kapasitor C₂ dan C₃ terangkai paralel. Kapasitas penggantinya adalah :
C_P = C₂ + C₃
C_P = 4 + 6
C_P = 10 μF
Kapasitor C₁, C_P, C₄ dan C₅ 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

 

Soal 5. Tiga kapasitor terangkai seri-paralel seperti pada gambar di bawah. Jika C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 4 μF, maka kapasitas penggantinya adalah…

 

Pembahasan
Diketahui :
Kapasitor C₁ = 2 μF
Kapasitor C₂ = 4 μF
Kapasitor C₃ = 4 μF
Ditanya : Kapasitas pengganti (C)
Jawab :
Kapasitor C₂ dan C₃ 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

 

 Baca Juga: Sebuah Sepeda Motor Bergerak Dengan Kecepatan Sebesar 36 Km/Jam

 

 Penelusuran yang terkait dengan soal KAPASITOR SERI DAN PARALEL

• contoh soal kapasitor paralel dan jawabannya
• contoh soal kapasitor seri dan jawabannya
• contoh soal kapasitor dan jawabannya
• contoh soal kapasitor brainly
• contoh soal energi kapasitor
• contoh soal kapasitor keping sejajar
• soal kapasitor sbmptn
• contoh rangkaian kapasitor campuran