LABORATORIUM PENDIDIKAN FISIKA
FKIP UNSRI
INDRALAYA
LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA DASAR I
PENGISIAN DAN PENGOSONGAN KAPASITOR
NAMA
:
Guruh Sukarno Putra
NIM
:
06111181419027
DOSEN PENGASUH
:
Muhammad Muslim, S.pd.,M.Si.
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MIPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2015
PRAKTIKUM KE-4
A. Judul Praktikum
:Pengisian dan pengosongan Kapasitor
B. Tanggal Praktikum
: Jum’at, 6 Oktober 2015
C. Tujuan Praktikum
: Mempelajari Pengisian dan pengosongan muatan
listrik pada kapasitor elektrolit
D. Alat dan Bahan
:
- Kapasitor dengan kapasitansi 2200mF 16V
- Voltmeter digital
- Stopwatch
-Sumber Arus 12 DCV
- Resistor 33kOhm
E. Landasan Teori
1. Rangkaian Pengisian dan Pengosongan Kapasitor
Kapasitor disebut juga kondensator. Kata “kondensator” pertama kali
disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari
bahasa Italia “condensatore”), yaitu kemampuan alat untuk menyimpan suatu
muatan listrik. Kapasitor ditemukan pertama kali oleh Michael Faraday 17911867). Satuan kapasitor disebut Farad (F).
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat digunakan untuk
menyimpan muatan listrik dalam waktu tertentu. Kapasitor umumnya terbuat dari
2 buah lempeng konduktor yang ditengah-tengahnya disisipkan lempengan
isolator yang disebut dielektrika. Kemampuan dalam menyimpan muatan disebut
Kapasitansi .Apabila sebuah kapasitor dihubungkan dengan sumber arus searah
maka dalam beberapa saat akan ada arus listrik yang mengalir masuk ke dalam
kapasitor, kondisi ini disebut proses pengisian kapasitor, apabila muatan listrik di
dalam kapasitor sudah penuh, maka aliran arus listrik akan berhenti. Bila
hubungan ke kapasitor di tukar polaritasnya, maka muatan listrik akan kembali
mengalir keluar dari kapasitor.
Tegangan listrik pada kapasitor besarnya berbanding lurus dengan muatan
listrik yang tersimpan di dalam kapasitor, hubungan ini dapat dituliskan menjadi :
Dimana
V : tegangan listrik (V)
Q : muatan listrik (Coulomb ( C ))
C : kapasitas kapasitor (Farad (F)
Pengisian pengosongan kapasitor berbanding terbalik dan memiliki grafik
yang berbeda. Komponen R dan C masing-masing memiliki pengaruh pada
pengisian dan pengosongan kapasitor. dan terdapat gejala kejenuhan dalam proses
pengisian maupun pengosongan muatan kapasitor
2. Rangkaian pengintegralan RC Pasif (integrator)
Jika tetapan waktu Ƭ = RC ˂ T, kapasitor C terisi penuh dalam waktu T\2.
Akan tetapi jika tetapn waktu Ƭ = RC ˃ T, maka sebelum kapasitor terisi penuh,
tegangan V sudah berbalik menjadi negative. Akibatnya kapasittor segera
dikosongkan dan diisi muatan negative menuju ke –Vp. Belum lagi terisi penuh,
Vs sudah berubah tanda lagi. Akibatnya isyarat keluaran akan berupa suatu
tegangan yang berbentuk gelombang segitiga. Untuk Ƭ˃RC, bentuk isyarat
keluaran seperti integral isyarat masukan. Untuk Ƭ = RC ˃ T pada waktu Vs =
+Vp, kemiringan Vo (t) positif, dan pada waaktu Vs= -Vp, kemiringan Vo (t)
negative. Tak heran jika rangkaian ini dikenal sebagai rangkaian pengintegralan
RC.
Rangkaian ini berlaku sebagai pengintegral asalkan Ƭ = RC ˃ T, atau apabila
f˃1\RC.
Bentuk isyarat masukan digunakan pada isyarat video komposit pada
transmisi isyarat televise. Isyarat diatas digunakan untuk sinkronisasi penyapuan
vertical pada pesawat penerima televisi. Denyut sinkronisasi vertical ini diolah
oleh suatu rangkaian pengintegral. Isyarat keluaran pengintegral ini digunakan
untuk memulai sapuan vertical.
3. Rangkaian Pendifferensial RC
Rangkaian RC akan berlaku sebagai suatu pendifferensial . untuk Ƭ = RC ˂ T,
isyarat keluaran akan seperti differensial dari isyarat masukan.
Tampak jika Ƭ= RC˃, atau untk f˃1\RC bentuk isyarat mirip dengan isyarat
masukan, akan tetapi puncaknya miring. Jika RC˂ T, atau f ˂ RC isyarat
berbentuk denyut dengan tegangan puncak 2Vp. Ini dapat dijelaskan sebagai
berikut.
Misalkan mula-mula kapsitor kosong. Segera setelaht tegangan masukan Vs
mencapai Vp, akan mengalir arus i(t) = Vp\R, sehingga tegangan keluaran
Vo=Vp. Arus segera jatuh dan menjadi nol sebelum setengah periode. Hal ini
berarti kapasitor telah penuh dan ada tegangan Vp pada kapasitor.
Tiba- tiba Vs berubah tanda menjadi negative. Akibatnya Vo akan mempunyai
harga -2Vp. Selanjutnya kapasitor akan terisi negative, dan pada waktu berubah
tanda menjadi positif kembali, Vo = +2Vp.
Rangkaian pendiferensial sering digunaakan untuk mengubah tegangan
berbentuk gelombang persegi menjadi isyarat denyut yang sempit.
F. Prosedur Percobaan
1. Buatlah Rangkaian Sederhana seperti gambar
2. Aktifkan sumber arus bersamaan dengan stopwatch
3. Catat tegangan yang terukur setiap waktunya ke dalam tabel
4. Lanjutkan praktikum dengan proses pengosongan kapasitor
5. Setelah kapasitor terisi penuh ditandai dengan ketidakadaan kenaikan
tegangan , Reset Stopwatch
6. Matikan sumber arus dengan bersamaan dengan mengaktifkan stopwatch
7. Isi ke dalam tabel penurunan tegangan di setiap waktunya
8. Lakukan pengukuran hingga muatan listrik habis
G. Hasil Pengamatan
Pengisian Kapasitor
Pengosongan Kapasitor
Waku
Tegangan
Waktu
Tegangan
5
10
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
130
140
150
160
170
180
190
200
300
400
0,56
0,94
1,39
1,80
2,48
2,86
3,10
3,29
3,35
3,43
3,51
3,60
3,73
3,80
3,86
3,91
3,97
4,01
4,05
4,09
4,12
4,31
4,41
5
10
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
130
140
150
160
170
180
190
200
300
400
3,94
3,60
3,34
3,01
2,67
2,30
2,01
1,74
1,54
1,36
1,19
1,06
0,83
0,73
0,65
0,58
0,51
0,46
0,41
0,43
0,33
0,12
0,05
H. Analisa Data dan Faktor Koreksi
Hasil Praktikum Saat Pengisian dan pengosongan Kapasitor
Waku
Tegangan
Waktu
Tegangan
5
10
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
130
140
150
160
170
180
190
200
300
400
0,56
0,94
1,39
1,80
2,48
2,86
3,10
3,29
3,35
3,43
3,51
3,60
3,73
3,80
3,86
3,91
3,97
4,01
4,05
4,09
4,12
4,31
4,41
5
10
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
130
140
150
160
170
180
190
200
300
400
3,94
3,60
3,34
3,01
2,67
2,30
2,01
1,74
1,54
1,36
1,19
1,06
0,83
0,73
0,65
0,58
0,51
0,46
0,41
0,43
0,33
0,12
0,05
Grafik Tegangan Pada Kapasitor Saat pengisian ( Praktikum )
Tegangan
5,00
4,50
4,00
3,50
3,00
2,50
Tegangan
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
\
Grafik Tegangan Pada Kapasitor Saat Pengosongan
Tegangan
4,50
4,00
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
Tegangan
Kajian Teoretik Untuk Faktor Koreksi
Pengisian
Pengosongan
Waktu
Tegangan
Waktu
5
10
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
130
140
150
160
170
180
190
200
300
400
0,01
0,01
0,02
0,02
0,03
0,04
0,05
0,07
0,08
0,09
0,10
0,11
0,13
0,14
0,15
0,16
0,17
0,19
0,20
0,21
0,22
0,32
0,43
5
10
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
130
140
150
160
170
180
190
200
300
400
Tegangan
4,41
4,40
4,40
4,40
4,39
4,39
4,38
4,37
4,37
4,36
4,36
4,35
4,34
4,33
4,33
4,32
4,31
4,31
4,30
4,30
4,29
4,23
4,17
Grafik Teoretik Saat pengisian Kapasitor
Tegangan
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
Tegangan
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
Grafik Teoretik Saat Pengosongan Kapasitor
Tegangan
5,00
4,50
4,00
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
Tegangan
Faktor Koreksi ( Analisis Persentase Kesalahan)
Saat Pengisian
Waktu
5
10
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
130
140
150
160
170
180
190
200
300
400
Praktik
0,56
0,94
1,39
1,80
2,48
2,86
3,10
3,29
3,35
3,43
3,51
3,60
3,73
3,80
3,86
3,91
3,97
4,01
4,05
4,09
4,12
4,31
4,41
Teoretik
0,01
0,01
0,02
0,02
0,03
0,04
0,05
0,07
0,08
0,09
0,10
0,11
0,13
0,14
0,15
0,16
0,17
0,19
0,20
0,21
0,22
0,32
0,43
Persentase
Kesalahan (%)
10067,50
8436,38
8318,19
8078,76
7417,51
6406,52
5545,90
4896,72
4264,01
3812,38
3461,23
3189,55
2744,19
2576,51
2426,31
2290,07
2176,64
2065,79
1967,29
1879,19
1795,32
1230,90
928,33
Tingkat
Fatal
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Saat Pengosongan
Waktu
5
10
15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
130
140
150
160
170
180
190
200
300
400
Praktik
3,94
3,60
3,34
3,01
2,67
2,30
2,01
1,74
1,54
1,36
1,19
1,06
0,83
0,73
0,65
0,58
0,51
0,46
0,41
0,43
0,33
0,12
0,05
Teoretik
4,41
4,40
4,40
4,40
4,39
4,39
4,38
4,37
4,37
4,36
4,36
4,35
4,34
4,33
4,33
4,32
4,31
4,31
4,30
4,30
4,29
4,23
4,17
Persentase
Kesalahan (%)
10,60
18,25
24,11
31,56
39,21
47,56
54,11
60,22
64,74
68,82
72,68
75,63
80,87
83,15
84,97
86,57
88,18
89,32
90,47
89,99
92,31
97,16
98,80
Tingkat
Fatal
Kecil
Kecil
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
Sedang
I. Pembahasan
Pada bagian ini , akan dibahas perubahan tegangan yang terjadi saat pengisian
dan pengosongan kapasitor, dari hasil kajian Praktik, dapat dilihat bahwa,
Kurva Penurunan V dan kurva Kenaikan V Sebanding dengan Kurva
penurunan exsponen dan kenaikan eksponen
Tegangan
5,00
4,50
4,00
3,50
3,00
2,50
Tegangan
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
Tegangan
4,50
4,00
3,50
3,00
2,50
2,00
Tegangan
1,50
1,00
0,50
0,00
Akan tetapi, Tingkat fatal terbesar terjadi pada tegangan disetiap waktunya ,
dimana antara kajian teoretik dan praktik sangat menunjukan kesenjangan yang
sangat tinggi dan terkesan fatal , Menurut saya kesalahan ini disebabkan oleh :
1. Ketidaktelitian pengamat dalam Mengukur tegangan
2. Kesalahan pada penghitungan hambatan resistor
Kedua faktor ini lah yang diperkirakan memicu kesalahan yang sangat besar
pada praktikum ini.
J. Kesimpulan
Pada Praktikum ini, dapat disimpulkan bahwa:
-
Kapasitor adalah alat penyimpan muatan yang ditandai dengan naiknya
beda potensial saat pengisian
-
Kenaikan dan penurunan Beda potensial pada kapasitor sebanding dengan
kenaikan dan penurunan kurva eksponensial
K. Daftar Pustaka
Tim Penyusun, 2014. Modul praktikum Elektronika Dasar I, Unsri: Indralaya.
Anonim, 2012. Pengisian dan pengosongan Kapasitor. http://academia.edu .
Diakses tanggal : 11 November 2015
Direktori Gunadharma, 2011. Kapasitor. http://elearning.gunadharma.ac.id . pdf
file.