Susunan Paralel Susunan Kapasitor

103 Fisika SMAMA XII beda potensial V. Ketiga buah kapasitor itu dapat diganti dengan sebuah kapa- sitor yang dapat kita sebut kapasitor pengganti hubungan paralel dan diberi lambang C p . Besarnya kapasitas kapa- sitor pengganti hubungan paralel dapat dicari sebagai berikut. Pada masing-masing kapasitor yang dihubungkan paralel memiliki beda potensial yang sama karena pada masing-masing kapasitor terhubung langsung dengan sumber tegangan, akan tetapi muatan pada masing- masing kapasitor berbeda. Besarnya muatan total susunan kapasitor tersebut merupakan jumlah masing-masing muatan dalam kapasitor penyusunnya. Misalkan muatan listrik pada masing- masing kapasitor itu Q 1 , Q 2 , dan Q 3 serta beda potensial pada masing-masing kapasitor itu V 1 , V 2 dan V 3 maka berlaku : Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 dan V 1 = V 2 = V 3 = V Besarnya muatan masing-masing kapasitor berturut turut Q 1 = C 1 V, Q 2 = C 2 V, q 3 = C 3 V dan Q = C p V C p V = C 1 V + C 2 V + C 3 V C p V = C 1 + C 2 + C 3 V C p = C 1 + C 2 + C 3 .... 3.14 Persamaan 2.14 menyatakan hubungan nilai kapasitas kapasitor pengganti susunan paralel terhadap kapasitas kapasitor penyusunnya. Berdasarkan persamaan ini terlihat bahwa nilai kapasitas kapasitor pengganti hubungan paralel selalu lebih besar dari kapasitas kapasitor penyusunnya. Contoh Soal Tiga buah kapasitor yang masing-masing kapasitasnya 4 PF, 6 PF, dan 12 PF disusun paralel kemudian susunan tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan sebesar 16 Volt. Hitunglah : a. kapasitas kapasitor susunan paralel tersebut, b. muatan total yang tersimpan pada kapasitor, c. tegangan pada masing-masing kapasitor, dan d. muatan pada masing-masing kapasitor Gambar 3.10 Kapasitor disusun paralel + - + - Fisika SMAMA XII 104 Penyelesaian : a. C p = C 1 + C 2 + C 3 = 4 + 6 + 12 = 22 PF b. Q t = C p × V = 22.10 -6 × 16 = 3,52 × 10 -4 Joule c. V 1 = V 2 = V 3 = V = 16 Volt d. Q 1 = C 1 × V 1 = 4.10 -6 × 16 = 6,4 × 10 -5 Joule Q 2 = C 2 × V 2 = 6.10 -6 × 16 = 9,6 × 10 -5 Joule Q 3 = C 3 × V 3 = 12.10 -6 × 16 = 1,92 × 10 -4 Joule Gambar 3.11 Susunan seri-paralel kapasitor Soal Latihan : 1. Dua buah kapasitor masing-masing besarnya 6 PF dan 12 PF disusun secara paralel yang kemudian dipasang pada tegangan 24 Volt. Hitunglah : a. kapasitas kapasitor susunan paralel tersebut, b. muatan total yang tersimpan pada kapasitor, c. tegangan pada masing-masing kapasitor, dan d. muatan pada masing-masing kapasitor 2. Tiga buah kapasitor masing-masing kapasitasnya 8 PF, 12 PF, dan 24 PF disusun paralel kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan sebesar 24 Volt. Hitunglah : a. kapasitas kapasitor susunan paralel tersebut, b. muatan total yang tersimpan pada kapasitor, c. tegangan pada masing-masing kapasitor, dan d. muatan pada masing-masing kapasitor

c. Susunan Seri-Paralel

Gambar di samping ini meng- gambarkan susunan seri-paralel kapasitor yang juga disebut susunan majemuk atau susunan gabungan seri dan paralel kapasitor. Untuk menyelesai- kan susunan seri-paralel dapat ditempuh dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1 Apabila dalam rangkaiansusunan seri terdapat susunan paralel, kerjakan dulu susunan paralelnya. 2 Apabila dalam susunan paralel terdapat susunan seri, kerjakan dulu susunan serinya. 105 Fisika SMAMA XII 1. Besarnya gaya Coulomb antara dua buah benda dinyatakan F = , antara dua benda yang muatannya sejenis akan terjadi gaya tolak-menolak sedangkan jika muatan berlawanan akan terjadi gaya tarik-menarik. 2. Kuat medan listrik yaitu ruangan di sekitar benda bermuatan listrik yang mampu memberikan gaya listrik pada benda yang diletakkan dalam ruangan tersebut. 3. Energi potensial listrik yaitu usaha yang diperlukan untuk memin- dahkan muatan listrik dari jauh tak terhingga ke titik itu. Besarnya energi potensial listrik di suatu titik dalam medan dinyatakan : E P = . 4. Potensial listrik didefinisikan sebagai energi potensial per satuan muatan yaitu : E = Contoh Soal Berapakah besarnya kapasitas kapasitor susunan majemuk pada Gambar 3.11? Kapasitor C 2 dan C 3 tersusun paralel, besarnya kapasitas penggantinya adalah : C p = C 2 + C 3 = 2 + 4 = 6 PF Kapasitor C 1 dan C p tersusun seri maka besarnya kapasitas penggantinya adalah : jadi C AB = = 2 PF Ringkasan 5. Kapasitas sebuah kapasitor dinyata- kan C = , yang berarti kapasitas sebuah kapasitor berbanding lurus dengan luas penampang keping dan berbanding terbalik dengan jarak antara kedua keping dan tergantung pada bahan di- elektrikum yang diselipkan di antara kedua keping kapasitor. 6. Besarnya energi yang tersimpan dalam kapasitor dinyatakan : W = CV 2 , energi yang tersimpan dalam kapasitor berupa energi medan listrik. 7. Kapasitor pengganti susunan seri dapat dinyatakan : 8. Kapasitas pengganti susunan paralel dapat dinyatakan : C p = C 1 + C 2 + C 3