2. Dua buah kapasitor identik yang mula-mula belum bermuatan akan dihubungkan dengan baterei 10 V. Bila hanya salah satu kapasitor yang dihubungan dengan baterei 10 V, energi yang tersimpan dalam kapasitor adalah U. Berapa energi yang akan tersimpan jika dua kapasitor tersebut dihubungkan secara seri dengan baterei.
Jawaban: energi yang akan tersimpan dalam dua kapasitor yang dihubungkan secara seri dengan baterei 10 V adalah seperempat dari energi yang tersimpan jika hanya satu kapasitor yang dihubungkan dengan baterei.
Penjelasan: Ketika hanya satu kapasitor yang dihubungkan dengan baterei 10 V, energi yang tersimpan dalam kapasitor dapat dihitung dengan rumus:
U = (1/2) * C * V^2
Di mana U adalah energi yang tersimpan, C adalah kapasitansi kapasitor, dan V adalah tegangan baterei.
Ketika dua kapasitor dihubungkan secara seri, kapasitansi keseluruhan (C_total) akan berubah. Kapasitansi total dalam rangkaian seri dapat dihitung dengan rumus:
C_total = (1 / (1/C1 + 1/C2))
Jika kedua kapasitor memiliki kapasitansi identik, maka C1 = C2 = C. Dengan demikian, rumus tersebut dapat disederhanakan menjadi:
C_total = (1 / (1/C + 1/C))
= (1 / (2/C))
= (C/2)
Jadi, kapasitansi total dalam rangkaian seri adalah setengah dari kapasitansi masing-masing kapasitor.
Kemudian, energi yang tersimpan dalam rangkaian seri dapat dihitung dengan rumus yang sama:
U_total = (1/2) * C_total * V^2
= (1/2) * (C/2) * V^2
= (1/4) * C * V^2
Jadi, energi yang akan tersimpan dalam dua kapasitor yang dihubungkan secara seri dengan baterei 10 V adalah seperempat dari energi yang tersimpan jika hanya satu kapasitor yang dihubungkan dengan baterei.
Note: Nilai kapasitansi dan energi yang sesuai harus diberikan dalam pertanyaan untuk menghitung dengan tepat.