Pembahasan soal UN fisika tentang kapasitor

Dibawah ini adalah pembahasan soal Ujian Nasional fisika tentang kapasitor. Kapasitor merupakan sebuah piranti yang berfungsi menyimpan muatan dan energi. Pembahasan soal ini dapat digunakan sebagai bahan belajar untuk menghadapi UN dan ujian lainnya.

Nomor 1 (UN 2016)
Lima kapasitor C1, C2, C3, C4, C5 disusun seri seperti gambar.



Besar muatan yang tersimpan pada kapasitor C5 adalah...
A. 54 μC
B. 36 μC
C. 24 μC
D. 20 μC
E. 12 μC

Pembahasan
Hitung terlebih dahulu muatan total 5 kapasitor;
1/Cs = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + 1/C4 + 1/C5
1/Cs = 1/2 + 1/ 3 + 1/4 + 1/4 + 1/6
1/Cs = 1 + 1/3 + 1/6 = 6/6 + 1/3 + 1/6 = (6 + 2 + 1) / 6 = 9/6 = 3/2
Cs = 2/3 μF

Karena susunan seri maka Q1 = Q2 = Q3 = Q4 = Q5 = Q
C = Q / V atau Q = Cs . V = 2/3 . 36 = 24 μC
Jawaban: C

Nomor 2 (UN 2016)
Perhatikan gambar rangkaian kapasitor berikut ini!.



Jika nilai kapasitor masing-masing C1 = C2 = C3 = 3 μF, C4 = 0,25 μF, C5 = 0,75 μF maka muatan yang tersimpan pada C5 adalah...
A. 1,25 μC
B. 3,75 μC
C. 5,0 μC
D. 7,20 μC
E. 8,70 μC

Pembahasan
Hitung terlebih dahulu hitung Cgabungan C4 dan C5
Cp = C4 + C5 = 0,25 μF + 0,75 μF = 1 μF
Hitung Cgabungan C1, C2 dan C3
1/Cs = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3 = 1
Cs = 1 μF
Karena Cp : Cs = 1 : 1 maka Vs = 5 Volt dan Vp = 5 Volt.
Jadi muatan pada C5:
QC5 = C5 . Vp = 0,75 μF . 5 V = 3,75 μC
Jawaban: B