sebuah kapasitor 50 mF yang hambatan ekivalen 5 ohm yang dihubungkan seri dengam resistor 25 ohm .rangkaian kemudian dihubungkan dengan sumber tengangan bolak b

Kelas: XII
Mata pelajaran: Fisika
Materi: Listrik Dinamis
Kata kunci: kapasitor, Impedansi

Jawaban pendek:

Sebuah kapasitor 50 mF yang hambatan ekivalen 5 ohm yang dihubungkan seri dengan resistor 25 ohm.

Rangkaian kemudian dihubungkan dengan sumber tengangan bolak balik 300 V, 500 rad/s.

Maka tengangan antara kedua ujung kapasitor tersebut adalah sebesar 150 volt

Jawaban panjang:

Kapasitor di soal ini akan menghasilkan hambatan bila dialiri listri, yang disebut impedansi. Impedansi yang dihasilkan pada rangkaian seri resistor dan kapaistor pada arus bolak-balik dapat diketahui dengan mengetahui nilai reaktansi kapasitif (Xc) pada kapasitor dakam rangkaian tersebut dengan mengunakan rumus berikut:

Xc = 1 / (2 π f c)

di mana:

Xc = Reaktansi Kapasitif (dalam satuan ohm, Ω)

ƒ = Frekuensi (dalam satuan Hertz, Hz)

C = Nilai kapasitas pada kapasitor (dalam satuan Farad, F)

π = 22/7 atau 3,14

Dalam soal ini, frekuensi arus listrik adalah 500 rad/s. Nilai 1 rad/s setara dengan 1/2π Hertz, sehingga 500 rad/s setara dengan frekuensi 250/π Hertz. Bila kapasitas sebesar 50 mF (setara dengan 5x10^-5 Farad) maka reaktansi kapasitatif adalah sebesar:

Xc = 1 / (2 π f c)

     = 1 / (2 π x 250/π x 5x10^-5)

     = 1 / (0,025)

     = 40 Ohm

Kapasitor ini memiliki hambatan ekivalen 5 ohm, dan disambungkan dalam rangkaian seri dengan resistor 25 ohm. Sehingga hambatan rangkaian seri adalah:

R = 40 + 5 + 25

    = 70 Ohm

Bila tegangan listrik yang mengalir sebesar 300 V, maka arus listrik yang mengalir adalah:

I = V / R

  = 300 / 70

  = 30 / 7

  = 4 2/7 Ampere

Sehingga tegangan pada kapasitor adalah:

Vk = I (Xc + R)

     = 30/7 x (40 + 5)

     = 30/7 x 45