25. UN 2013 (Soal tipe penalaran) Perhatikan gambar rangkain kapasitor berikut! Besar energi listrik dalam rangkaian kapasitor gabungan ini adalah.... (1 µF = 10^-6 F) a. 0,6 x 10^-3 J b. 1,2 x 10^-3 J c. 1,8 x 10^-3 J d. 2,4 x 10^-3 J e. 3,0 x 10^-3 J
Answer (2)
Jawaban:d. [tex]2,4 \times 10^{-3} J[/tex]Penyelesaian:1. Hitung kapasitansi total rangkaian seri atas:[tex]C_{seri1} = (\frac{1}{4} + \frac{1}{6} + \frac{1}{12})^{-1} \\ = (\frac{3+2+1}{12})^{-1} \\ = (\frac{6}{12})^{-1} \\ = 2 \mu F[/tex]2. Hitung kapasitansi total rangkaian seri bawah:[tex]C_{seri2} = (\frac{1}{2} + \frac{1}{2})^{-1} \\ = (\frac{2}{2})^{-1} \\ = 1 \mu F[/tex]3. Hitung kapasitansi total rangkaian paralel:[tex]C_{total} = C_{seri1} + C_{seri2} \\ = 2 \mu F + 1 \mu F \\ = 3 \mu F \\ = 3 \times 10^{-6} F[/tex]4. Hitung energi listrik yang tersimpan:[tex]E = \frac{1}{2}CV^2 \\ = \frac{1}{2} \times (3 \times 10^{-6} F) \times (40 V)^2 \\ = \frac{1}{2} \times 3 \times 10^{-6} \times 1600 \\ = 2400 \times 1,5 \times 10^{-6} \\ = 2,4 \times 10^{-3} J[/tex] Jadi, besar energi listrik dalam rangkaian kapasitor gabungan ini adalah [tex]2,4 \times 10^{-3} J[/tex]
Jawaban: hitung energi listrik dalam rangkaian kapasitor ini. 1. Hitung Kapasitas Total Rangkaian Seri (Atas) - C1 = 4 µF- C2 = 6 µF- C3 = 12 µF- 1/Cs_atas = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/4 + 1/6 + 1/12 = 3/12 + 2/12 + 1/12 = 6/12 = 1/2- Cs_atas = 2 µF 2. Hitung Kapasitas Total Rangkaian Seri (Bawah) - C4 = 2 µF- C5 = 2 µF- 1/Cs_bawah = 1/C4 + 1/C5 = 1/2 + 1/2 = 2/2 = 1- Cs_bawah = 1 µF 3. Hitung Kapasitas Total Rangkaian Paralel - C_total = Cs_atas + Cs_bawah = 2 µF + 1 µF = 3 µF- Karena 1 µF = 10^-6 F, maka C_total = 3 x 10^-6 F 4. Hitung Energi Listrik (W) - V = 40 volt- W = (1/2) * C_total * V^2 = (1/2) * (3 x 10^-6 F) * (40 V)^2 = (1/2) * (3 x 10^-6) * 1600 = 2400 x 10^-6 J = 2,4 x 10^-3 J Jawaban: - Energi listrik dalam rangkaian kapasitor gabungan ini adalah 2,4 x 10^-3 J. Pilihan Jawaban: - Jawaban yang benar adalah d. 2,4 x 10^-3 J
