Rangkaian RC an Kapasitor [Compatibility Mode]

5/17/2018 Rangkaian RC an Kapasitor [Compatibility Mode] - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/rangkaian-rc-an-kapasitor-compatibility-mode 1/47

EKSPERIMEN

FISIKA DASAR 2

PENGISIAN KAPASITOR



CREATED BY : CREATED BY :

AAN SUHIRSO (0602673) ABDURRAHIM (0605604)

AGUS KURNIAWAN (0605586)

M. FAIZAL (0605798)

NURLAELI R . (0605621)

NURUL ASHRI (06095693) YULIANI SUSILAWATI (060946)



• Menentukan grafik hubungan arus terhadap waktupada pengisian kapasitor

• Menentukan grafik hubungan beda potensial antara

ujung-ujung hambatan terhadap waktu• Menentukan grafik hubungan beda potensial antara

ujung-ujung kapsitor terhadap waktu

•

TUJUAN EKSPERIMENTUJUAN EKSPERIMEN

pada rangkaian seri dan parallel• Menentukan rangkaian yang dapat membuat lampu

lebih lambat padam

• Menentukan pengaruh arus terhadap waktu paruh• Menentukan grafik hubungan antara waktu paruh

terhadap hambatan maupun kapasitor

• Menentukan pengaruh waktu terhadap tegangan



LANDASAN TEORITISLANDASAN TEORITIS Kapasitor adalah piranti yang berguna untuk

menyimpan muatan dan energi. Kapasitor terdiridari dua konduktor yang berdekatan tetapi

terisolasi satu sama lain dan membawa muatan yang sama besar dan berlawanan.

Q+

Q−

V

+

−



KEGUNAAN KAPASITOR KEGUNAAN KAPASITOR Pemberi cahaya kilat pada kameraPemberi cahaya kilat pada kamera

Memperluas riak yang timbul ketika arus bolakMemperluas riak yang timbul ketika arus bolak--balikbalik

dikonversi menjadi arus searah pada catu daya,dikonversi menjadi arus searah pada catu daya,sehingga dapat digunakan pada kalkulator atau radiosehingga dapat digunakan pada kalkulator atau radioketika baterai tidak dapat digunakanketika baterai tidak dapat digunakan

e e e pa a a pe e a ee e e pa a a pe e a e Meratakan fluktuasi tegangan dari keluaran catuMeratakan fluktuasi tegangan dari keluaran catu

daya (adaptor)daya (adaptor)

Memisahkan arus bolakMemisahkan arus bolak--balik dari arus searah (filter)balik dari arus searah (filter) Meredam loncatan bunga api dalam rangkaian lampuMeredam loncatan bunga api dalam rangkaian lampu

TLTL

Sebagai catu daya cadangan ketika listrik PLN padamSebagai catu daya cadangan ketika listrik PLN padam



KAPASITANSIKAPASITANSI Kapasitansi adalah suatu ukuran dari “kapasitas”

penyimpanan muatan untuk suatu perbedaanpotensial tertentu.

Kapasitas suatu kapasitor didefinisikan sebagaiperbandingan antara muatan pada salah satu pelat

pelat. Secara matematis C = Q/V. Satuan dari C adalah farad (F), tetapi kebanyakan

kapasitor memiliki nilai C dalam renting picofarad

ke microfarad (pF ke µF). Simbol kapasitor dalamrangkaian listrik adalah



PENGISIAN KAPASITOR

Jika kapasitor yang mula-mula tidakbermuatan terhubung dengan piranti

bermuatan seperti baterai yang terjadi adalahmuatan dari satu konduktor dipindahkan kekonduktor lainnya sampai perbedaan potensial

antara konduktor-konduktor akibat-muatan-muatan yang sama dengan beda potensialantara ujung-ujung baterai, hal ini disebut

pengisisan kapasitor.



Gambar di bawah menunjukkan suatu rangkaianpenghantar yang dihubungkan dengan baterai,switch, dan kapasitor. Kapasitor pada Gambar

belum diisi. Tidak ada beda-potensial antar plat



Ketika switch ditutup, seperti gambar dibawah,ada suatu loncatan arus sesaat melaluipenghantar dari dan menuju plat kapasitor.

Kemudian arus mengalir dari negatif baterai kenegatif kapasitor.



Ketika reaktansi sama dengan tegangan daribaterai, maka menunjukkan bahwa kapasitorsudah terisi penuh. Karena perbedaan muatanpada plat, maka terdapat sumber energipotensial pada kapasitor tersebut. Energi yangdisimpan adalah energi yang diperlukan untuk

.



PENGOSONGAN KAPASITOR

Jika switch ditutup, seperti gambar di bawah, arusseketika mengalir sepanjang plat negatif ke pelat

positif. Terjadilah pengosongan kapasitor.



PROBLEM 1

Alat dan bahan yang digunakan:

Power Supply

Resistor Kapasitor

Saklar

Amperemeter

Voltmeter

Stopwatch

Kabel-kabel



Prosedur PercobaanProsedur Percobaan Merangkai alat dan bahan seperti gambar

rangkaian berikut

)(a Rangkaian

Memastikan kapasitor dalam keadaan kosong,untuk memastikannya yaitu dengan

menghubungkan kedua ujung kapasitor sampaitidak ada loncatan listrik diantara kedua ujungkapasitor tersebut

Memberi tegangan ± 10 Volt, pada power supply



Prosedur pecobaan (lanjutan)

Menutup saklarbersamaan dengandinyalakannyastopwatch, kemudian

mengukur arus danbeda potensial antaraujung-ujung kapasitorden an am eremeter

No t (s) I (mA) Vc (Volt) VR (Volt)

1.

2.

3.

4.

dan voltmeter Pengukuran dilakukan

dari t = 0 sampaidengan arus yang

terukur padaamperemeterkonnstan.

Mencatat hasil

percobaan dalam tabelseperti berikut

5.

Keterangan:

t = waktu sampai dengan arus

konstan

I = arus yang mengalirVc = beda potensial antara ujung-

ujung kapasitor

VR= beda potensial antara ujung-

ujung resistor yang diperoleh

dari persamaan



HASIL PERCOBAANKeadaan laboratorium

Temperatur (oC) Tekanan (cmHg)

Sebelum Eksp 25,5 ± 0,025 68,6 ± 0,05

Setelah Eksp 26,0 ± 0,025 68,6 ± 0,05



Tabel Pengamatan rangkaian (a): Pengisian Kapasitor,

dengan menggunakan R = 1KΩ

No. t (s) I (mA) Vc (Volt) VR (Volt)

1. 0 9 0 9

. ,

3. 6 3 6,5 3

4. 9 2 7 2

5. 12 2 7,5 1



a) Grafik hubungan arus terhadap waktu

6

7

8

9

10

i ( m A )

0 2 4 6 8 10 12

1

2

3

4

5

t (s)



b) Grafik hubungan beda potensial antara ujung-ujung

kapasitor terhadap waktu

6

7

8

1 2 3 4 5

-1

0

1

2

3

4

5

V c ( V o l t )

t (s)



c) Grafik hubungan beda potensial antara ujung-ujungresistor terhadap waktu

7

8

9

10

0 2 4 6 8 10 12

1

2

3

4

5

6

V r ( V o

l t )

t (s)



ANALISISANALISIS Dari grafik yang dihasilkan dapat dianalisis bahwa

grafiknya sesuai dengan prediksi yakni pada grafikarus terhadap waktu serta grafik beda potensialantara ujung-ujung resistor merupakan grafik

enurunan eks onensial. Be itu un den an rafik

beda potensial antara ujung-ujung kapasitor yangsangat persis dengan grafik prediksi.



PROBLEM 2 Alat dan bahan yang digunakan:

Power Supply

Resistor

2 buah Kapasitor dengan kapasitansi yang sama

Saklar

Voltmeter

Stopwatch

Kabel-kabel



Prosedur PercobaanProsedur Percobaan Merangkai alat dan bahan seperti gambar

rangkaian berikut

Memastikan kapasitor dalam keadaan kosong,untuk memastikannya yaitu dengan

menghubungkan kedua ujung kapasitor sampaitidak ada loncatan listrik diantara kedua ujungkapasitor tersebut

Memberi tegangan ± 10 Volt, pada power supply

)(b Rangkaiancang a an

)(d Rangkaian



Prosedur PercobaanProsedur Percobaan (lanjutan)(lanjutan)

Menutup saklarbersamaan dengandinyalakannyastopwatch, kemudian

mengukur arus danbeda potensial antaraujung-ujung kapasitor

No t (s) I (mA) Vc (Volt) VR (Volt)

1.

2.

3.

4.

dan voltmeter Pengukuran dilakukan

dari t = 0 sampaidengan arus yang

terukur padaamperemeter konnstan. Mencatat hasil

percobaan dalam tabel

seperti berikut

Keterangan:

t = waktu sampai dengan arus

konstan

I = arus yang mengalir

Vc = beda potensial antara ujung-

ujung kapasitor

VR= beda potensial antara ujung-

ujung resistor yang diperoleh

dari persamaan

5.





Sebelum Eksp 25,5 ± 0,025 68,6 ± 0,05

Setelah Eksp 26,0 ± 0,025 68,6 ± 0,05



Tabel Pengamatan rangkaian (b)

No t (s) I (mA)

1. 0 9

2. 3 5,5

3. 6 3

4. 9 2

5. 12 2



Tabel Pengamatan rangkaian (c)

No t (s) I (mA)

1. 0 9

2. 3 7

3. 6 5

4. 9 3

5. 12 2



Tabel Pengamatan rangkaian (d)

No t (s) I (mA)

1. 0 7

.

3. 6 1

4. 9 0

5. 12 0



a) Grafik hubungan arus terhadap waktu padarangkaian (b,c dan d)

Grafik arus terhadap Waktu pada rangkaian c

10

12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

2

4

6

8

i ( m A )

t (s)



Grafik arus terhadap waktu pada rangkaian(d)

6

7

8

0 2 4 6 8 10 12

-1

0

1

2

3

4

5

i ( m A )

t (s)



Grafik arus terhadap waktu pada rangkaian(b)

60

80

100

1 2 3 4 50

20

40 V r ( V

o l t )

t (s)



ANALISISANALISIS Grafik yang diperoleh dari hasil percobaan hampir mendekati

grafik prediksi, perbedaannya adalah grafik yang diperoleh sedikitkurang eksponensial, artinya masih ada yang mendekati linearseperti pada grafik yang diperoleh dari rangkaian c. Akan tetapihal ini kiranya bisa dimaklumi karena nilai yang diperolehpunmungkin masih dapat dikategorikan eksponensial seperti yangterlihat dalam rafik. Perbedaan ini ter adi mun kin karenaadanya kesalahan paralaks, atau kesalahan dalam melakukanpengukuran.



PROBLEM 3

Alat dan bahan yang digunakan:

Power Supply

Resistor Kapasitor

Saklar

Amperemeter

Voltmeter

Stopwatch

Kabel-kabel



Prosedur PercobaanProsedur Percobaan Merangkai alat dan bahan seperti gambar rangkaian

berikut

3 problem Rangkaian

Mencatat besar hambatan dan kapasitansi kapasitor yang dipergunakan

Memastikan kapasitor dalam keadaan kosong yaitudengan menghubunkan kedua ujung kapasitorsampai tidak ada loncatan listrik antara kedua ujungkapasitor tersebut

Menghidupakan power supply dengan memberikan

tegangan ± 10 Volt



Prosedur PercobaanProsedur Percobaan (lanjutan)(lanjutan) Menutup saklar berbarengan dengan

dinyalakannya stopwatch

Mencatat harga waktu saat amperemetermenunjukkan harga arus yang setengah dari hargaarus awalnya. Mencatat pula harga arus awaltersebut.

Mengulangi langkah 1-5 dengan mengubah-ubahharga hambatan. Mengulangi lagi langkah satu sampai enam dengan

menggunakan kapasitor yang berbeda. Mencatat hasil percobaan dalam tabel berikut



Tabel pengamatan dengan nilai C=…

No. R(K) Io (mA) 1/2Io (mA) t1/2 (s)

1.

2.

3.

• Tabel pengamatan dengan nilai C=…No. R(K) Io (mA) 1/2Io (mA) t1/2 (s)

1.

2.

3.





Sebelum Eksp 25,5 ± 0,025 68,6 ± 0,05

Setelah Eksp 26,0 ± 0,025 68,6 ± 0,05



Tabel pengamatan dengan nilai C=4700 µF

No. R(K) Io (mA) 1/2Io (mA) t1/2 (s)

1. 1 10 5 3,5

2. 2,2 4,5 2,25 6,8

3. 4,7 2,1 1,05 9,4

• Tabel pengamatan dengan nilai C=2200 µF

No. R(K) Io (mA) 1/2Io (mA) t1/2 (s)

1. 1 10 5 2,2

2. 2,2 4,5 2,25 3,9

3. 4,7 2,1 1,05 5,6

G fik ½ I t h d kt



Grafik ½ Io terhadap waktu

Dengan C = 4700µF



Grafik ½ Io terhadap waktu

Dengan C = 2200µF

4

5

)

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

1

2

3 (

t 1/2 (s)



a) Grafik hubungan waktu paruh terhadap resistor denganC = 4700 µF

7

8

9

10

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,01

2

3

4

5

6

t 1 / 2

( s )

R (K ohm)R (K ohm)R (K ohm)R (K ohm)



b) Grafik hubungan waktu paruh terhadap resistor denganC = 2200 µF

4,5

5,0

5,5

6,0

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

t 1 / 2 ( s

)

t 1 / 2 ( s

)

t 1 / 2 ( s

)

t 1 / 2 ( s

)

R(K ohm)R(K ohm)R(K ohm)R(K ohm)



c) Grafik hubungan waktu paruh terhadap kapasitordengan R= 2,2 KΩ

5.5

6.0

6.5

7.0

2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

t 1 / 2

( s )

C (F)



ANALISISANALISIS

Dari grafik yang dihasilkan dapat dianalisis bahwagrafiknya sesuai dengan prediksi yakni pada grafik

waktu paruh terhadap resistor dengan C = 4700µF, waktu paruh terhadap resistor dengan C = 2200

F dan waktu aruh terhada ka asitor den an R

= 2,2 KΩ dan yang kesemuanya itu merupakangrafik linier.

KESIMPULAN



KESIMPULAN Dari hasil pengolahan data dapat disimpulkan

bahwa grafik hasil eksperimen sesuai denganprediksi, yakni grafik yang diperoleh persis sama

berbentuk linier. Adapun harga waktu paruh dalam rangkaian

dalam tabel berikut.



R (K)

t ½ (s)

C = 2200 µF C = 4700 µF

1 2,2 3,5

2,2 3,9 6,8

4,7 5,6 9,4

P h k h d i d



Pengaruh waktu terhadap tegangan sesuai denganhasil eksperimen problem 1, diperoleh grafikdengan penjelasan sebagai berikut.

Grafik beda potensial antara ujung-ujung resistor

terhadap waktu adalah eksponensial, dengandemikian waktu mempengaruhi VR, atau dengankata lain waktu dapat mempengaruhi penurunante an an resistor.

Grafik antara ujung-ujung kapasitor terhadap waktu menjelaskan bahwa waktupun berpengaruhpada Vc, dimana hal ini menunjukan bahwa waktu

dapat mempengaruhi kenaikan tegangan Vc.

Waktu pada tegangan sumber atau tegangan yangdihasilkan power supply tidak berpengaruh.



e esa e esa

Rangkaian RC an Kapasitor [Compatibility Mode]

Documents

Transcript of Rangkaian RC an Kapasitor [Compatibility Mode]