Contoh Soal Kapasitor Seri dengan Pembahasan

tugassains.com – Kapasitor merupakan salah satu komponen pasif elektronika yang memegang banyak peran dalam rangkaian elektronika seperti pada filter penyearah yang memperbaiki bentuk gelombang tegangan.

Sering kali disebut dengan kondensator, dimana kapasitor memiliki fungsi utama sebagai penampung muatan listrik dalam jangka waktu tertentu pada rangkaian.

Satuan yang digunakan dalam kapasitas kapasitor yaitu Farad (F) yang merupakan perbandingan antara muatan terhadap tegangan yang dimiliki.

Baca Juga : Suku Tengah Barisan Aritmatika

Kapasitor Seri

Rumus Kapasitor Seri

Berikut adalah Rumus Kapasitor Seri yang digunakan dalam melakukan perhitungan nilai kapasitas pengganti, muatan listrik dan tegangan:

Rumus Rangkaian Seri Kapasitor

Setelah mengetahui rumus menghitung rangkaian seri kapasitor yuk kita mulai pelajari satu persatu pada contoh latihan berikut.

Contoh Soal Kapasitor Seri

1. Diketahui 3 buah kapasitor bernilai 15μF dirangkai secara seri dan kemudian dialiri dengan tegangan sebesar 12 volt. 

Contoh Soal Kapasitor Seri

Tentukanlah nilai:
a. Kapasitas kapasitor total (C_total)?
b. Besar muatan total (Q_total)?

Penyelesaian:

a. Menghitung kapasitas keseluruhan(C_total)?

Diketahui: C₁ = C₂ = C₃ = 15μF dirangkai secara seri sehingga nilai dari C_total adalah 

Jadi besar nilai Kapasitor Pengganti C_total = 5μF.

b. Besar muatan total (Q_total)!

Diketahui besar tegangan yang mengaliri rangkaian yaitu sebesar V = 12 Volt, dan C_total = 5μF sehingga Q_total bernilai:

C_total = (Q_total)/(V_total)
Q_total = C_total × V_total 

Q_total = 5 μF × 12 volt “ingat 1μF = 1 × 10^-6 F”
Q_total = (5 × 10^-6)(12volt)
Q_total = 60 × 10^-6 C
Q_total = 60μC

Jadi Besar Muatan total yang dapat ditampung kapasitor pengganti tersebut sebesar Q_total = 60μC.

2. Tiga buah Kapasitor masing-masing bernilai 50pF, 75pF dan 150pF dihubungkan secara seri dan dialiri tegangan sebesar 12volt. Seperti gambar berikut:

Menghitung Muatan Kapasitor Seri

Carilah:
a. Besar nilai Kapasitor Pengganti (C_total)!

b. Muatan Kapasitor Pengganti (Q_total)!

Penyelesaian:

a. Besar nilai Kapasitor Pengganti (C_total)!

Diketahui:
C₁ = 50pF  
C₂ = 75pF
C₃ = 150pF

Ketiga kapasitor tersebut dirangkai secara seri sehingga nilai dari C_total adalah 

Besar Kapasitor total rangkaian tersebut sebesar 25pF.

b. Muatan Kapasitor Pengganti (Q_total)!

Diketahui:
V = 12 Volt
C_total = 25pF sehingga Q_total dapat kita cari dengan menggunakan rumus.

C_total = (Q_total)/(V_total)
Q_total = C_total × V_total 

Q_total = 25 μF × 12 Volt “ingat 1μF = 1 × 10^-9 F”
Q_total = (25 × 10^-9)(12volt)
Q_total = 300 × 10^-9 C
Q_total = 300μC

Jadi Besar Muatan total yang dapat ditampung Kapasitor Pengganti tersebut sebesar Q_total = 300pC.

3. Tiga buah kapasitor yang masing-masing kapasitasnya 3μF, 10μF, dan 15μF dihubungkan secara seri, kemudian dipasang pada sumber tegangan sebesar 12v. Seperti gambar dibawah berikut:

Menghitung Tegangan Kapasitor Seri

Dari rangkaian kapasitor seri tersebut carilah:
a. C_total!
b. Q_total!
c. V₁, V₂ dan V₃!

Penyelesaian:

a. Kapasitansi total (C_total) dari rangkaian tersebut!

Diketahui:
C₁ = 3μF
C₂ = 10μF
C₃ = 15μF 

Hitung nilai kapasitansi pengganti dengan menggunakan rumus yang telah kita pelajari diatas.

Jadi Besar Kapasitor Pengganti rangkaian tersebut sebesar C_total = 2μF.

b. Muatan pada kapasitor pengganti  (Q_total)!

diketahui:
V = 12 Volt
C_total = 2μF

Nilai muatan pada kapasitor dapat dihitung dengan mengalikan kapasitansi dengan tegangan.

C_total = (Q_total)/(V_total)

Q_total = C_total × V_total 

 = 2 μF × 12 volt 
 = (2 × 10^-6)(12)
 = 24 × 10^-6 C
 = 24μC

Jadi besar muatan pada kapasitor pengganti sebesar 24μC.

c. Tegangan pada masing-masing komponen kapasitor?

diketahui:
Q_total = 24μC
C₁ = 3μF
C₂ = 10μF
C₃ = 15μF 

tegangan pada Kapasitor 1 (V₁):
V₁ = Q_total / C₁ 
     = (24 × 10^-6)/(3 × 10^-6)
     = 8 Volt

tegangan pada Kapasitor 2 (V₂):
V₂ = Q_total / C₂ 
     = (24 × 10^-6)/(10 × 10^-6)
     = 2,4 Volt

tegangan pada Kapasitor 3 (V₃):
V₃ = Q_total / C₃ 
     = (24 × 10^-6)/(15 × 10^-6)
     = 1,6 Volt

Jadi tegangan pada tiap kapasitor berturut-turut sebesar V₁ = 8 V, V₂ = 2,4 V dan V₃ = 1,6 V.

Setelah tahu tegangan pada masing-masing kapasitor mari kita buktikan bahwa nilai jumlah nilai tegangan di tiap kapasitor sama dengan tegangan sumber:

V_sumber = V₁ + V₂ + V₃ 
12 V = 8 + 2,4 + 1,6
12 V = 12 Volt

Baca Juga Contoh Soal Kapasitor Paralel dengan Pembahasan

Jangan Lupa bagikan dan semoga bermanfaat terima kasih.