UJI KEMAMPUAN DAN UJI KOMPETENSI BAB 4ELEKTROSTATIS

81 2

2

9 2 2

1 22

28

922

9 9 16 4

3

0,06 6 10

8 8 10

9 10

6 109 10

8 10

369 10 10

64

5,0625 10 N

q q C C

r cm m

k Nm C

q qF k

r

F

F

F

1 2

satuan muatan

0,06 0,06

0,12 C

jumlah

q q q

q

q

9 4

45

9

4 4 10 ; 5 10

5 101,25 10 N/C

4 10

q nC C F N

FE

q

19 19 11

19 19

9 1811

1,6 10 ; 1,6 10 ; 0,53A 5,3 10

1,6 10 1,6 109 10 4,347 10

5,3 10

o

e p

e pp

p

q C q C r m

q qE k Fr

r

E J

UJI KEMAMPUAN DAN UJI KOMPETENSI BAB 4ELEKTROSTATIS

Diketahui: C1=4μF; C2=3μF; V=16 Volt;Ditanyakan: Q1;Q2;V1;V2

Jawab:Pada rangkaian kapasitor seri berlaku: 1 2Q Q Q danV=V1+V2

1 2

1 2

1 2

11

1

22

2

/ /

4 3 12

4 3 7

12 19216 27,43

7 7192 1 192 48

6,86 Volt7 4 28 7

192 1 192 649,14 Volt

7 3 21 7

s

s

C C C

C CC F

C C

Q VC C

QV

C

QV

C

Diketahui: C=40μF; V=8 vot; d1=2,5 mm; d2=3,0 mmDitanyakan: a) Q; b) WJawab:a. 640 10 8 320Q CV C

b. 22 6 6 31 12 2

256040 10 8 10 1,28 10

2W CV J

Diketahui: C=60pF=60x10-12F;Ditanya: a) W jika V=2000V; b) W jika Q=30nC=3x10-8CJawab:

a. 22 12 3 12 6 41 12 2 60 10 2 10 120 10 =1,2 10 JW CV

b. 292

18 12 6 612

30 101 1 1 1 900 1510 = 10 J=7,5 10 J

2 2 2 2 120 260 10

Q QW QV Q

C C

UJI KEMAMPUAN DAN UJI KOMPETENSI BAB 4ELEKTROSTATIS

Diketahui: C1=C2=C3=120pF=120x10-12F dihubung seri; V1=V2 =V2 =0,5kV=500VDinatanya: (a) V (b) Q1;Q2;Q3 (c) WJawab:a

1 2 3

121 2 3

12 12

1 2

12 91 1

. 3 3 0,5 1,5 1500

1 1 1 1 3 3.

120 10

12010 40 10 40

3pada rangakaian seri berlaku

40 10 500 20 10 20

tot

s

s

n total

a V V V V V kV V

bC C C C C

C F pF

Q Q Q Q

Q C V C nC

Jawab b

12 12 3 91 1 1

1 2

120 10 500 60 10 60 10 60

pada rangakaian seri berlaku 60n total

Q C V C nC

Q Q Q Q nC

Jawab c

22 12 11 4 61 1 440 10 1500 225 10 45 10 J

2 2 2sW C V

Pilihan Ganda1. Alat untuk mengetahui ada atau tidaknya muatan listrik disebut elektroskop

(jawaban C)2. Diketahui r=50cm=0,5m; F=0,9N muatan q1=q2=….

21 2

2 2

59

5 6

0,910

9 10

10 5 10 5

q q qF k k

r r

q F

r k

q r C C

(Jawaban D)

3. Empat muatan QA; QD; QC; QD; jika QAdan QB tolak menolak; QAdan QC tarik-menarik sedangkan QCdanQD tolak-menolak. Jika QB + maka

(Jawaban C)

A B

C D

Tarikmenarik

Tolakmenolak

Tarikmenarik

Tolakmenolak

UJI KEMAMPUAN DAN UJI KOMPETENSI BAB 4ELEKTROSTATIS

4. Diketahui Q=3μC dan suatu titik x memiliki E=3x107 N/C maka jarak x adalalah

9 6

4 22 7

9 10 3 109 10 3 10 3

3 10

Q kQE k r m cm

Er

(Jawaban A)

5. Diketahui QA=A dan QB=B berjarak r=d Energi potensial antara keduanya adalah

A BQ Q ABEp k k

R d

(jawawban D)6. VP=V; qP=q; rp=r; VQ=2V; rQ=R da qQ=5q mka R=…

1 1 52,5

5 2 2 5 2P

Q

qkV V Rr R r r

qV V rkR

(Jawaban D)

7. Berdasar persamaanQ A

CV d

Kapasitas suatu kapasitor tergantung pada

- Muatan keping (Q) - Luas penampang (A)- Beda potnesial (V) - jarak antar keping (d)- permitivitas dielektrik (ε)untuk meperkecil pembagi harus diperbesar(Jawaban B)

8. Berdasar gambar susunan kapasitor yang memeiliki kapasitas gabungan yang sama adalah

(jawaban B)

Gmbar 1:5 5 25

2 2 2 55 5 10

C Cs Cs Cs F

Gambar2:

4 3 4 41 2

1 2

1 1 1 1 1 1 1

3

1 1 1 1 10 1 755525 2 2 55 2 110

31010

1101,47

75

C Cp C Cs C C CC CC

C C

C F

Gambar 3:1 1 1 1 1 1 1 3 2 1 6

53 4 10 15 30 30 30

C FC CP C C

UJI KEMAMPUAN DAN UJI KOMPETENSI BAB 4ELEKTROSTATIS

Gambar 4:1 1 5

4 35 3

5 3510 11,33

3 3

C Cs C Cs FCs

C F

9. Diketahui A=50cm2=5x10-3m2;d=3,54 mm=3,54x10-3m;V=500 volt maka Energi kapasitor adalah

322 2 2 4

3

12

5 12 7

5.101 1 15 10 17,65 10

2 2 2 3,54 10

Jika vermitivitas vakum 8,854 10 maka

1,765 10 8,854 10 1,56 10

AW CV V J

d

W J

10. Besar kapsitas pengganti dari gambar berikut

1 2

1 2 3 41 11

1 1 1 2 3 4

7 5 61 12

1 1 7 5 6

12 1 2 3 124

12 1 2 3 2 1

12 4 5 12 9 365,143

12 4 5 12 9 7

4 5,143 9,143 9

C Cs Cs

C C C CC CpCs

C Cp C C C C

C C CC CpCs

C Cp C C C

C F F

(Jawaban C)

Uraian

Diketahui: r=4 cm=4x10-2m; Q1=24C; Q2=-12CDitanayakan (a) F1 dan F2 (b) F3 jika Q3=6C

Q1=24

Q2=-12

r=4x10-2

UJI KEMAMPUAN DAN UJI KOMPETENSI BAB 4ELEKTROSTATIS

Jawab:

9 151 212 222 2

9 151 221 122 2

9 153 131 222 2

931 232 2

24 129 10 1,62 10 N mengarah ke muatan Q

4.10

24 129 10 1,62 10 N mengarah ke muatan Q

4.10

6 249 10 3,24 10 N mengarah ke muatan Q

2.10

9 10

q qF k

r

q qF k

r

q qF k

r

q qF k

r

15222

15 153 31 32

6 121,62 10 N mengarah ke muatan Q

2.10

3,24 1,62 10 4,86 10 NF F F N

51

52

1

2

1 2

2

1 2 12 2

1 2 2

2

2

2 2

2

2

1,2

1,2

32 3,2 10

20 2,0 10

0,34

0,1

0,1

0,1

3220 0,2 0,01

1,6 0,32 1,6

2,6 0,32 1,6 0

0,32 0,32 4 2,6 1,6

2 2,6

0,32

p

p

p p

P P

Q C C

Q C C

R x m

R x

R

F F

Q Q Q x

R R Q x

x

x x

x x x

x

x

x

20,32 4 0,4 1,6

2 0,4

0,4 0,0529 2,60,8

x hasil imaginer

UJI KEMAMPUAN DAN UJI KOMPETENSI BAB 4ELEKTROSTATIS

a)

5

922

6

6 109 10

14 10

3,86 10

qV k

r

V Volt

b)

1 2

1 2

1 2

1 2

4,2 6

4,2 10,2

4,2 3414 dari muatan pertama

10,2

V V

Q Qk k

r r

Q Q

x r xr x x

r x

x cm

Kapasitasnsi pengganti dari rangkaaian berikut:

Q1=4,2x10-5C Q

2=-6x10-5C

r=34x10-2m

Cs1Cp1 1

1

1 1

2 1

2

2 2

3 2

3

3 3

3

1 1 1 1 36 6 6 6

2

4 4 2 6

1 1 1 1 3 2 1 64 12 12 12

2

4 4 2 6

1 1 1 1 1 2 1 612 4 12 12

2

6 6 2 8

1 1 1 1 2 1 1 44 8 8 8

2tot

tot

Cs

Cs F

Cp Cs F

Cs Cp

Cs F

Cp Cs F

Cs Cp

Cs C

Cp Cs C

C Cp

C F

UJI KEMAMPUAN DAN UJI KOMPETENSI BAB 4ELEKTROSTATIS

5. muatan dan beda potensial pada masing-masing kapasitor berikut!

1 1 2

2 3 4

1 2

1 2

1 2

1 21

3 4 22

1 1

0,4 0,4 0,8

0,2 0,6 0,8

0,8 0,80,4

0,8 0,8

0,4 12 4,8

paralel

Q

4,86

0,8

4,86

0,8

tot

tot tot tot

tot

tot

tot

Cp C C F

Cp C C F

Cp CpC F

Cp Cp

Q CV

Q C V C

karena

Qp Qp

QV V Volt

Cp

QV V Volt

Cp

Q C

1

2 2 2

3 3 3

1 1 1

0,4 6 2,4

0,4 6 2,4

0,2 6 1,2

0,6 6 3,6

V F V C

Q C V F V C

Q C V F V C

Q C V F V C