10 Soal & Pembahasan Listrik Statis (bagian 3) ǀ Pilihan Ganda

 

Sebelumnya, kita telah membahas 10 soal listrik statis (bagian 2). Kita akan lanjutkan 10 soal listrik statis (bagian 3). Berikut soal dan pembahasannya.


Baca sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Listrik Statis (bagian 2) ǀ Pilihan Ganda 


Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini. (mF atau mC = mikro)

 

21. Berikut ini pernyataan yang benar terkait kapasitor keping sejajar adalah. . .

   a. Besar kapasitansi sebanding dengan jarak antara dua keping

   b. Besar kapasitansi sebanding dengan beda potensial antara kedua keping

   c. Besar kapasitansi sebanding dengan permitivitas bahan diantara keping

   d. Besar kapasitansi berbanding terbalik denga luas keping

   e. Tidak ada jawaban yang benar

Pembahasan :

C = Q/V = E0A/d = ErE0A/d. Jawaban C.

 

22. Kapasitor dimuati baterai 1,5 V sehingga bermuatan 0,5 mC. Jika kapasitor tersebut diberi muatan baterai 6 V, maka muatan yang tersimpan sebesar. . .

   a. 1 mC

   b. 1,5 mC

   c. 2 mC

   d. 2,5 mC

   e. 5 mC

Pembahasan :

C = Q/V

C1 = C2

Q1/V1 = Q2/V2

0,5/1,5 = Q2/6

Q2 = 2 mC. Jawaban C.

 

23. Dua keping sejajar dengan luas permukaan masing-masing 5 cm2 (5x10-4 m2) terpisah pada jarak 5 cm (5x10-2 m). Jika jarak keping dibuat dua kali lipat dan diantara keping diisi bahan dielektrik dengan konstanta 2, maka kapasitansinya menjadi . . .

   a. Dua kali semula

  b. Empat kali semula

   c. Sama dengan semula

   d. Setengah kali semula

   e. Seperempat kali semula

Pembahasan :

C1 = E0.A/d1 dan C2 = Er.E0.A/d2

A = C1.d1/E0 dan A = C2.d2/Er.E0

A1 = A2

C1.d1/E0 = C2.d2/Er.E0

C1.d1 = C2.d2/Er

C.(5x10-2) = C2.(2( x 10-2))/2

C2 = C

 Jadi, kapasitansi awal dan akhir sama. Jawaban C.

 

24. Bola konduktor bermuatan 1 C memiliki jari-jari 20 cm (0,2 m)dan menghasilkan medan listrik 5x104 N/C pada jarak 20 cm (0,2 m) dari pusatnya. Besar kapasitansi bola tersebut adalah . . .

   a. 10-4 F

   b. 2 x 10-4 F

   c. 3 x 10-4 F

   d. 4 x 10-4 F

   e. 5 x 10-4 F

Pembahasan :

C = Q/V

C = Q/E.r

C = 1/(5x104)(0,2)

C = 10-4 F

Jawaban A.

 

25. Dua kapasitor identik masing-masing memiliki kapasitansi 10 F saling dihubungkan. Besar kapasitansi pada saat keduanya dirangkai seri dan paralel berturut-turut adalah . . .

   a. 20 F dan 5 F

   b. 5 F dan 20 F

   c. 10 F dan 20 F

   d. 20 F dan 10 F

   e. 40 F dan 20 F

Pembahasan :

*Kapasitor disusun seri

1/Cseri = 1/C1 + 1/C2

1/Cseri = 1/10 +1/10

Cseri = 5 F

*Kapasitor disusun paralel

Cparalel = C1 + C2

Cparalel = 10 + 10

Cparalel = 20 F

Jawaban B.

 

Untuk soal nomor 26-27

Muatan total pada rangkaian tersebut adalah

26. Muatan total pada rangkaian tersebut adalah . . .

   a. 4 mC

   b. 5 mC

   c. 6 mC

   d. 7 mC

   e. 8 mC

Pembahasan :

*Kapasitor disusun seri 1

1/Cseri1 = 1/C1 + 1/C2

1/Cseri1 = 1/3 + 1/6

Cseri1 = 2 mF

*Kapasitor disusun paralel

Cparalel = C3 + C4

Cparalel = 1 + 1

Cparalel = 2 mF

*Kapasitor disusun seri 2

1/Cseri2 = 1/Cseri1 + 1/Cparalel

1/Cseri2 = 1/2 +1/2

Cseri2 = 1 mF

*Muatan total

Q = CV

Q = 6.1 = 6 mC

Jawaban C.

 

27. Besar potensial pada kapasitor 3 sebesar . . .

   a. 2,5 V

   b. 3,0 V

   c. 5,0 V

   d. 6,0 V

   e. 8,0 V

Pembahasan :

*Beda potensial pada Cparalel

Q = CV

Vparalel = Q/Cparalel

Vparalel = 6 mC/2 mF

Vparalel = 6 x 10-6 /2 x 10-6

Vparalel = 3 volt

*Beda potensial pada C3 adalah 3 volt karena V pada paralel akan selalu sama.

Jawaban B.

 

Perhatikan gambar berikut!

Energi yang tersimpan pada rangkaian kapasitor di atas adalah

28. Energi yang tersimpan pada rangkaian kapasitor di atas adalah . . .

   a. 10,0 x 10-3 J

   b. 11,5 x 10-3 J

   c. 13,5 x 10-3 J

   d. 14,0 x 10-3 J

   e. 25,5 x 10-3 J

Pembahasan :

*Kapasitor disusun seri 1

1/Cseri1 = 1/C1 + 1/C2

1/Cseri1 = 1/3 + 1/6

Cseri1 = 2 mF

*Kapasitor disusun seri 2

1/Cseri2 = 1/C3 + 1/C4

1/Cseri2 = 1/2 + 1/4

Cseri2 = 4/3 mF

*Kapasitor disusun paralel

Cparalel = Cseri1 + Cseri2

Cparalel = 2 + 4/3

Cparalel = 10/3 mF = 10/3 x 10-6 F

*Energi dalam rangkaian

W = ½ CV2

W = ½ (10/3 x 10-6)(90)2

W = 13,5 x 10-3 J

Jawaban C.

 

Untuk soal nomor 29 dan 30.

Rangkaian kapasitor terdiri dari tiga jenis kapasitor.

Rangkaian kapasitor terdiri dari tiga jenis kapasitor. Besar kapasitansi C1 = 5 mF, C2 = 10 mF, C3 = 3 mF. Rangkaian dihubungkan dengan beda potensial 60 V.

29. Besar muatan yang tersimpan pada C3 adalah . .

   a. 18 mC

   b. 28 mC

   c. 46 mC

   d. 62 mC

   e. 84 mC

Pembahasan :

*Kapasitor disusun seri kiri

1/Cserikiri = 1/C1 + 1/C2

1/Cserikiri = 1/5 + 1/10

Cserikiri = 10/3 mF

*Kapasitor disusun seri kanan

1/Cserikanan = 1/C1 + 1/C2

1/Cserikanan = 1/5 + 1/10

Cserikanan = 10/3 mF

*Kapasitor disusun paralel antara Cserikiri, Cserikanan, C3

Cparalel1 = Cserikiri + Cserikanan + C3

Cparalel1 = 10/3 + 10/3 + 2

Cparalel1 = 26/3 mF

*Kapasitor disusun paralel antara C2, C2,

Cparalel2 = C2 + C2

Cparalel2 = 10 + 10

Cparalel2 = 20 mF

*Kapasitor disusun seri total

1/Cseritotal = 1/Cparalel1 + 1/Cparalel2

1/Cseritotal = 1/(26/3) + 1/20

1/Cseritotal = 3/26 + 1/20

Ctotal = 520/86 mF

*Muatan total rangkaian

Qtotal = Ctotal.Vtotal

Qtotal = (520/86).60

Qtotal = ((520.60)/86) atau 362,8

*Beda potensial di Cparalel1, dimana Qtotal = Qparalel1 = Qparalel2

Qparalel1 = Cparalel1.Vparalel1

((520.60)/86)= (26/3).Vparalel1

Vparalel1 = ((520.60)/86). (3/26)

*Muatan pada C3 rangkaian

QC3 = CC3.Vparalel1

QC3 = (2). ((520.60)/86). (3/26)

QC3 = 83,72 = 84 mC

Jawaban E.

 

30. Besar energi yang tersimpan pada rangkaian paralel bawah (dua kapasitor C2) adalah (m=mili bukan mikro). . .

   a. 2,8 mJ

   b. 3,1 mJ

   c. 3,3 mJ

   d. 3,7 mJ

   e. 4,1 mJ

Pembahasan :

*Energi yang tersimpan dalam Cparalel2

W = Qtotal2/2.Cparalel2

W = (362,8 x 10-6)2/2(20 x 10-6).

W = 3290,42 J = 3,3 mJ (milijoule)

Jawaban C.


Baca selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Medan Magnet (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda


Itulah, 10 soal dan pembahasan terkait listrik statis (bagian 3). Kita akan membahas 10 soal lainnya. Silahkan, tekan link baca selanjutnya.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel