Kapasitor adalah komponen elektronik yang memiliki kemampuan untuk menyimpan energi dalam bentuk medan listrik. Dalam rangkaian listrik, kapasitor digunakan untuk menyimpan energi sementara sebelum dilepaskan kembali ke rangkaian. Pada kasus ini, kita akan membahas tentang energi yang tersimpan di dalam dua kapasitor dengan kapasitansi yang berbeda; 2.10^-5F dan 3.10^-5F yang dihubungkan secara paralel dan pernah dihubungkan pada beda potensial 500 V.
Kapasitor Pertama: Kapasitor pertama memiliki kapasitansi sebesar 2.10^-5F yang pernah dihubungkan untuk beberapa saat lamanya pada beda potensial 500V. Kita akan menghitung energi yang tersimpan di dalam kapasitor pertama. Energi dalam kapasitor dapat dihitung dengan rumus:
E = 1/2 * C * V^2
Dimana E adalah energi, C adalah kapasitansi, dan V adalah beda potensial. Dari rumus ini, kita mendapatkan:
E1 = 1/2 * 2.10^-5F * (500V)^2E1 = 2.5 JKapasitor Kedua: Setelah kapasitor pertama dihubungkan dengan kapasitor kedua yang memiliki kapasitansi sebesar 3.10^-5 F, keduanya dihubungkan secara paralel dengan kapasitor kedua yang tidak memiliki muatan.
Ketika dua kapasitor dihubungkan secara paralel, potensial yang sama akan ada di antara kedua kapasitor dan muatan total pada kedua kapasitor akan terbagi sesuai dengan kapasitansi masing-masing.
Dalam kasus ini:
Q = E * CQ = 2.5 J * 2.10^-5FQ = 5 * 10^-5 C
Kemudian menggunakan rumus untuk kapasitor paralel, kita mendapatkan:
C_total = C1 + C2C_total = 2 .10^-5F + 3.10^-5FC_total = 5 .10^-5F
Untuk menghitung beda potensial baru:
V_baru = Q / C_totalV_baru = 5 * 10^-5 C / 5 .10^-5FV_baru = 500 V
Energi total pada kedua kapasitor setelah dihubungkan adalah:
E_total = 1/2 * C_total * V_baru^2E_total = 1/2 * 5 .10^-5F * (500V)^2E_total = 2.5 J
Jadi, jawabannya apa? Energi yang tersimpan di dalam kedua kapasitor setelah dihubungkan secara paralel adalah 2.5 Joule.
