Bab III. Perancangan Simulasi
3.4 Fasilitas simulator yang digunakan
3.4.6 Multimeter
Alat yang digunakan untuk mengukur nilai tegangan dari tiap-tiap superkapasitor dan juga arus yang mengalir ke tahanan adalah multimeter. Dalam penelitian ini multimeter digambarkan dengan GUI dari simulator matlab berupa, Voltage Measurement, dan Current Measurement seperti yang diperlihatkan pada Gambar 3.6.
(A) (B)
Gambar 3.6 (A) GUI dari Voltage Measurement (B) GUI dari Current Measurement
BAB IV
HASIL SIMULASI SAN ANALISIS
4.1 Umum
Di dalam bab ini akan dilakukan pengujian terhadap rangkaian simulasi dari baterai yang terhubung ke tahanan, yang berguna untuk mendapatkan karakteristik dari baterai yang akan sebagai pembanding untuk superkapasitor. Lalu dilakukan pengujian untuk pengisian dan pengosongan terhadap satu superkapasitor, dan dua hingga empat superkapasitor yang tersusun secara seri. Pengujian yang dilakukan pada rangkaian simulasi bertujuan untuk mengamati nilai arus dan tegangan yang terjadi pada tiap superkapasitor.
Pengujian dilakukan dengan beberapa tahap yaitu, pengujian untuk satu superkapasitor. Lalu untuk pengujian superkapasitor tersusun seri, akan disusun superkapasitor dua hingga empat buah superkapasitor yang terhubung ke beban. Pengujian superkapasitor tersusun seri ini akan mengamati perubahan tegangan pada tiap superkapasitor yang disusun secara seri. Dan menganalisis nilai kapasitas dan energi yang tersimpan pada superkapasitor yang tersusun seri. Setelah dilakukan pengujian, maka akan dianalisis apakah superkapasitor dapat digunakan sebagai pengganti dari baterai atau tidak.
4.2 Hasil Pengujian Sistem
Pada Tugas Akhir ini dilakukan pengujian terhadap karakteristik pengosongan dari baterai, serta karakteristik pengisian dan pengosongan
4.2.1 Pengujian untuk menentukan karakteristik dari Baterai
Pada subbab ini akan dilakukan pengujian untuk menentukan karakteristik dari baterai. Simulasi dilakukan dengan sebuah baterai yang terhubung dengan tahanan sebesar 10 Ω. Gambar dari rangkaian simulasi untuk pengujian baterai diperlihatkan pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Rangkaian simulasi untuk baterai
Dimana parameter dari baterai yang digunakan seperti yang telah dijelaskan pada Bab 3 diperlihatkan pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Parameter internal dari baterai
Pada Gambar 4.2 memberikan penjelasan mengenai baterai yang digunakan. Dimana jenis baterai yang digunakan adalah baterai Lithium-ion dengan
tegangan sebesar 3.6 V, dan memiliki kerapatan arus dalam 1 jam adalah 0.9 Ah. Dan juga baterai yang digunakan untuk pengujian telah terisi penuh terlihat dari Initial State Of Charge pada baterai tersebut yang menunjukkan angka sebesar 100%.
Kurva karakteristik dari baterai tersebut diperlihatkan pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Grafik Arus & Tegangan vs Waktu
Dapat terlihat pada Gambar 4.3 nilai arus dan tegangan terhadap waktu. Terlihat bahwa waktu yang dibutuhkan hingga baterai tersebut benar-benar kosong adalah mendekati detik ke-9000, jika dikonversikan ke dalam menit kurang lebih 150 menit. Waktu ini cukup lama sebanding dengan energi yang tersimpan dalam baterai. Untuk mengetahui energi yang tersimpan dalam baterai maka tegangan nominal dari baterai dikalikan dengan rapat arus dari baterai, yaitu:
Jika dikonversikan ke satuan energi yaitu Joule, menjadi: 3.24 ℎ = 3.24 3600 = 11.664 = 11.6
Namun untuk bisa membandingkannya dengan superkapasitor dibututhkan kurva pengosongan dari baterai yang menunjukkan nilai nominal dari baterai seperti terlihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Kurva karakteristik pengosongan baterai
Pada Gambar 4.4 terlihat kurva pengosongan dari baterai, yang mana daerah yang diarsir adalah area nominal atau area kerja dari baterai. Dari kurva tersebut ditunjukkan tegangan nominal yang dibutuhkan adalah 3.6 V, dan dibawah tegangan tersebut baterai yang diujikan sudah tidak mampu lagi dalam memberikan tegangan yang memadai yang mana artinya peralatan sudah tidak bisa digunakan lagi, dan baterai harus segera diisi kembali. Nilai tegangan 3.6 V ini akan menjadi acuan atau dasar sebagai pembanding dari superkapasitor yang digunakan. Jika nilai tegangan dari superkapasitor yang digunakan lebih besar dari 3.6 V, maka akan dilihat sampai berapa lama tegangan dari superkapasitor tersebut hingga mencapai 3.6 V.
4.2.2 Pengujian dan Analisis Sata untuk Satu Superkapasitor
Pada subbab ini akan diterangkan mengenai pengujian rangkaian untuk satu superkapasitor terhubung ke beban. Untuk mendapatkan rangkaian simulasi program maka diperlukan sebuah rangkaian ekuivalen. Pada Gambar 4.5 menunjukkan rangkaian ekuivalen untuk pengujian satu superkapasitor
I SC R
A
V2 V1
NC NO
Gambar 4.5 Rangkaian ekuivalen dari satu superkapasitor
Keterangan Gambar :
I = Sumber Arus (2 A) NC = Saklar Normally Closed V1 = Voltmeter 1
SC = Superkapasitor (10 F) NO = Saklar Normally Open A = Amperemeter
V2 = Voltmeter 2 R = Tahanan (10 Ω)
Dari rangkaian ekuivalen pada Gambar 4.5 maka dapat dibuat rangkaian simulasi untuk satu superkapasitor. Gambar dari rangkaian simulasi untuk pengujian satu superkapasitor diperlihatkan pada Gambar 4.6.
Gambar 4.6 Rangkaian simulasi untuk superkapasitor
Gambar 4.6 menunjukkan rangkaian simulasi dari superkapasitor. Pertama superkapasitor yang dihubungkan dengan sumber arus untuk pengisian superkapasitor, dan kemudian akan terhubung ke resistor untuk pengosongan superkapasitor, proses pembukaan dan penutupan saklar dilakukan pada saat yang bersamaan pada detik ke-14, dan digerakkan oleh SPDT (Single Pole Double Throw). Hasil data simulasi dari satu superkapasitor diperlihatkan dalam Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil data simulasi untuk pengisian satu superkapasitor Waktu (s) V1 (V) V2 (V) A Kondisi 0 0 0 0 P E N G I S I A N 3.16E-30 0.06 6.00E-09 6.00E-10
0.0008038 0.0602009 6.02E-09 6.02E-10 0.0048228 0.0612055 6.12E-09 6.12E-10 0.0249179 0.0662246 6.62E-09 6.62E-10 0.1253934 0.0912264 9.12E-09 9.12E-10 0.6277707 0.2139786 2.14E-08 2.14E-09 3.1396571 0.7800886 7.80E-08 7.80E-09 13.139657 2.5621038 2.56E-07 2.56E-08 14 2.6930961 2.69E-07 2.69E-08 14 2.6252205 2.6252205 0.262522 P E N G O S O N G A N 24 2.4322893 2.4322893 0.2432289 34 2.2484213 2.2484213 0.2248421 44 2.0736942 2.0736942 0.2073694 54 1.9081477 1.9081477 0.1908148 64 1.7517804 1.7517804 0.175178 74 1.6045475 1.6045475 0.1604548 84 1.4663597 1.4663597 0.146636 94 1.3370822 1.3370822 0.1337082 104 1.2165358 1.2165358 0.1216536 114 1.1044984 1.1044984 0.1104498
Waktu (s) V1 (V) V2 (V) A Kondisi 124 1.0007076 1.0007076 0.1000708 P E N G O S O N G A N 134 0.9048649 0.9048649 0.0904865 144 0.8166402 0.8166402 0.081664 154 0.7356767 0.7356767 0.0735677 164 0.6615971 0.6615971 0.0661597 174 0.5940093 0.5940093 0.0594009 184 0.5325122 0.5325122 0.0532512 194 0.4767017 0.4767017 0.0476702 204 0.4261753 0.4261753 0.0426175 214 0.3805376 0.3805376 0.0380538 224 0.3394036 0.3394036 0.0339404 234 0.3024024 0.3024024 0.0302402 244 0.2691798 0.2691798 0.026918 254 0.2394004 0.2394004 0.02394 264 0.2127485 0.2127485 0.0212749 274 0.1889295 0.1889295 0.018893 284 0.1676696 0.1676696 0.016767 294 0.148716 0.148716 0.0148716 304 0.1318364 0.1318364 0.0131836 314 0.1168181 0.1168181 0.0116818 324 0.1034674 0.1034674 0.0103467 334 0.0916082 0.0916082 0.0091608 344 0.0810812 0.0810812 0.0081081 354 0.0717425 0.0717425 0.0071742 364 0.0634625 0.0634625 0.0063463 374 0.0561249 0.0561249 0.0056125 384 0.0496253 0.0496253 0.0049625 394 0.0438701 0.0438701 0.004387 404 0.038776 0.038776 0.0038776 414 0.0342684 0.0342684 0.0034268 424 0.0302808 0.0302808 0.0030281 434 0.0267541 0.0267541 0.0026754 444 0.0236358 0.0236358 0.0023636 454 0.020879 0.020879 0.0020879 464 0.0184422 0.0184422 0.0018442 474 0.0162887 0.0162887 0.0016289 484 0.0143858 0.0143858 0.0014386 494 0.0127045 0.0127045 0.0012704 500 0.0117912 0.0117912 0.0011791 Keterangan Tabel : V1 = Tegangan Superkapasitor V2 = Tegangan Beban A = Arus Beban
Grafik dari Tegangan vs Waktu untuk nilai V1, dan V2 pada pengujian satu superkapasitor diperlihatkan pada Gambar 4.7.
Gambar 4.7 Grafik Tegangan vs Waktu untuk satu superkapasitor
Untuk analisis data dari pengujian satu superkapasitor adalah seperti berikut:
Dapat terlihat pada Gambar 4.7 grafik dari tegangan vs waktu untuk nilai V1, pada waktu pengisian tegangan superkapasitor dimulai dari nol dan akan naik terus hingga pada waktu yang ditentukan. Waktu pengisian pada superkapasitor dapat diteruskan, namun ini akan menjadikan tegangan pada superkapasitor berlebih dari yang seharusnya dianjurkan. Ini membuktikan pada simulasi, nilai tegangan dari superkapasitor dapat terus bertambah jika tidak dibatasi dengan alat pengukur waktu. Dan untuk waktu pengosongan dari superkapasitor, nilai tegangan pada V1 sama dengan V2, yang menandakan tegangan dari superkapasitor sama dengan tegangan dari tahanan. Simulasi ini dilakukan selama 500 detik, namun
terlihat dari data pada Tabel 4.1 tegangan dari superkapasitor masih ada yaitu sebesar 0.011791 V. Nilai ini akan terus turun hingga superkapasitor akan benar-benar kosong.
Dari pengujian didapatkan bahwa nilai tegangan dari superkapasitor tidak dapat menyamai nilai tegangan dari sebuah baterai yang dijadikan sebagai pembanding. Ini membuktikan bahwa jika hanya satu superkapasitor tidak dapat sebagai pengganti dari baterai.
Dan untuk mendapatkan nilai energi yang tersimpan pada superkapasitor, digunakan Persamaan 2.4. Untuk menyelesaikan Persamaan 2.4 dibutuhkan nilai tegangan puncak dari superkapasitor yaitu sebesar 2.65 V dan nilai kapasitas dari superkapasitor yaitu 10 F. Maka Persamaan 2.4 menjadi,
( ) = 1 2
= 1 2 10 2.69 = 36.1805
Nilai energi yang tersimpan pada satu superkapasitor 10 F, dengan arus pengisian 2 A, dan waktu pengisian 14 s adalah 36.1805 Joule
4.2.2 Pengujian dan Analisis Sata Sua Superkapasitor Terhubung Seri Untuk dapat membuat rangkaian simulasi dari dua superkapasitor terhubung seri, dibutuhkan suatu rangkaian ekuivalen untuk menjelaskan komponen yang digunakan serta untuk dapat mengamati arah arus. Gambar dari rangkaian ekuivalen dua superkapasitor terhubung seri diperlihatkan pada Gambar 4.8.
I SC1 R A V1 NC NO V4 V2 V3 SC2
Gambar 4.8 Rangkaian ekuivalen untuk dua superkapasitor terhubung seri
Keterangan gambar :
I = Sumber Arus (2 A) NC = Saklar Normally Closed V1 = Voltmeter 1
SC1 = Superkapasitor 1(10 F) SC2 = Superkapasitor 2 (10 F) NO = Saklar Normally Open A = Amperemeter
V2 = Voltmeter 2 V3 = Voltmeter 3 V4 = Voltmeter 4 R = Tahanan (10 Ω)
Dari rangkaian ekuivalen untuk dua superkapasitor terhubung seri pada Gambar 4.8, maka dapat dibuat rangkaian simulasi untuk dua superkapasitor. Gambar dari rangkaian simulasi untuk pengujian dua superkapasitor tersusun seri diperlihatkan pada Gambar 4.9.
Gambar 4.9 Rangkaian Simulasi untuk dua superkapasitor
Gambar 4.9 menunjukkan rangkaian simulasi dari dua superkapasitor tersusun seri. Pertama dua superkapasitor yang tersusun seri dihubungkan dengan sumber arus untuk pengisian superkapasitor, dan kemudian akan terhubung ke resistor untuk pengosongan superkapasitor, proses pembukaan dan penutupan saklar dilakukan pada saat yang bersamaan pada detik ke-14, dan digerakkan oleh SPDT (Single Pole Double Throw). Hasil data simulasi untuk dua superkapasitor terhubung seri diperlihatkan dalam Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Data Pengujian dari dua superkapasitor terhubung seri
Waktu (s) V1 (V) V2 (V) V3 (V) V4 (V) A Kondisi 0 0 0 0 0 0 P E N G I S I A N 3.16E-30 0.12 0.06 0.06 1.20E-08 1.20E-09
0.0008038 0.1204019 0.0602009 0.0602009 1.20E-08 1.20E-09 0.0048228 0.122411 0.0612055 0.0612055 1.22E-08 1.22E-09 0.0249179 0.1324493 0.0662246 0.0662246 1.32E-08 1.32E-09 0.1253934 0.1824529 0.0912264 0.0912264 1.82E-08 1.82E-09 0.6277707 0.4279572 0.2139786 0.2139786 4.28E-08 4.28E-09 3.1396571 1.5601772 0.7800886 0.7800886 1.56E-07 1.56E-08 13.139657 5.1242075 2.5621037 2.5621037 5.12E-07 5.12E-08 14 5.3861922 2.6930961 2.6930961 5.39E-07 5.39E-08 14 5.2347835 2.6173917 2.6173917 5.2347835 0.5234783 P E N G O S O N G 24 4.4858029 2.2429014 2.2429014 4.4858029 0.4485803 34 3.8091712 1.9045856 1.9045856 3.8091712 0.3809171 44 3.2051868 1.6025934 1.6025934 3.2051868 0.3205187 54 2.6727982 1.3363991 1.3363991 2.6727982 0.2672798 64 2.2095469 1.1047735 1.1047735 2.2095469 0.2209547 74 1.8116392 0.9058196 0.9058196 1.8116392 0.1811639 84 1.4741469 0.7370734 0.7370734 1.4741469 0.1474147 94 1.1913103 0.5956552 0.5956552 1.1913103 0.119131
Waktu (s) V1 (V) V2 (V) V3 (V) V4 (V) A Kondisi 134 0.4818599 0.2409299 0.2409299 0.4818599 0.048186 P E N G O S O N G A N 144 0.3806166 0.1903083 0.1903083 0.3806166 0.0380617 154 0.2998715 0.1499357 0.1499357 0.2998715 0.0299871 164 0.2357621 0.1178811 0.1178811 0.2357621 0.0235762 174 0.1850468 0.0925234 0.0925234 0.1850468 0.0185047 184 0.1450454 0.0725227 0.0725227 0.1450454 0.0145045 194 0.1135692 0.0567846 0.0567846 0.1135692 0.0113569 204 0.0888482 0.0444241 0.0444241 0.0888482 0.0088848 214 0.0694616 0.0347308 0.0347308 0.0694616 0.0069462 224 0.0542765 0.0271383 0.0271383 0.0542765 0.0054277 234 0.0423935 0.0211967 0.0211967 0.0423935 0.0042393 244 0.0331012 0.0165506 0.0165506 0.0331012 0.0033101 254 0.0258392 0.0129196 0.0129196 0.0258392 0.0025839 264 0.0201663 0.0100831 0.0100831 0.0201663 0.0020166 274 0.0157364 0.0078682 0.0078682 0.0157364 0.0015736 284 0.0122781 0.0061391 0.0061391 0.0122781 0.0012278 294 0.0095789 0.0047895 0.0047895 0.0095789 0.0009579 304 0.0074726 0.0037363 0.0037363 0.0074726 0.0007473 314 0.0058291 0.0029145 0.0029145 0.0058291 0.0005829 324 0.0045468 0.0022734 0.0022734 0.0045468 0.0004547 334 0.0035465 0.0017732 0.0017732 0.0035465 0.0003546 344 0.0027662 0.0013831 0.0013831 0.0027662 0.0002766 354 0.0021575 0.0010787 0.0010787 0.0021575 0.0002157 364 0.0016827 0.0008414 0.0008414 0.0016827 0.0001683 374 0.0013124 0.0006562 0.0006562 0.0013124 0.0001312 384 0.0010236 0.0005118 0.0005118 0.0010236 0.0001024 394 0.0007983 0.0003992 0.0003992 0.0007983 7.98E-05 404 0.0006226 0.0003113 0.0003113 0.0006226 6.23E-05 414 0.0004856 0.0002428 0.0002428 0.0004856 4.86E-05 424 0.0003787 0.0001894 0.0001894 0.0003787 3.79E-05 434 0.0002954 1.48E-04 1.48E-04 0.0002954 2.95E-05 444 0.0002304 1.15E-04 1.15E-04 0.0002304 2.30E-05 454 0.0001797 8.98E-05 8.98E-05 0.0001797 1.80E-05 464 1.40E-04 7.01E-05 7.01E-05 1.40E-04 1.40E-05 474 1.09E-04 5.46E-05 5.46E-05 1.09E-04 1.09E-05 484 8.52E-05 4.26E-05 4.26E-05 8.52E-05 8.52E-06 494 6.65E-05 3.32E-05 3.32E-05 6.65E-05 6.65E-06 500 5.73E-05 2.86E-05 2.86E-05 5.73E-05 5.73E-06 Keterangan Tabel :
V1 = Tegangan Total Superkapasitor V2 = Tegangan Superkapasitor 1 V3 = Tegangan Superkapasitor 2 V4 = Tegangan Beban
Grafik dari nilai Tegangan vs Waktu untuk nilai V1, V2, V3, dan V4 pada pengujian dua superkapasitor yang tersusun seri diperlihatkan pada Gambar 4.10.
Gambar 4.10 Grafik Tegangan vs Waktu untuk dua superkapasitor tersusun seri
Untuk analisis data dari pengujian dua superkapasitor tersusun seri adalah seperti berikut:
Untuk dapat menggantikan baterai sebesar 3.6 V, nilai tegangan dari superkapasitor harus melebihi atau menyamai dari tegangan baterai. Melalui pengamatan langsung nilai tegangan 3.6 V pada dua superkapasitor tersusun seri ialah pada detik ke-37.5, dan jika dihitung sejak mulai waktu pengosongan superkapasitor maka 37.5-14 = 23.5 detik. Jadi 23.5 detik adalah waktu yang bisa dilakukan superkapasitor untuk dapat menggantikan baterai sebesar 3.6 V.
Dapat terlihat pada Gambar 4.10 Grafik tegangan vs waktu untuk pengisian pada superkapasitor dimulai dari nol dan akan berlangsung terus hingga pada waktu
dengan nilai tegangan pada waktu pengisian satu superkapasitor. Nilai total tegangan dari dua superkapasitor tersusun seri adalah jumlah dari nilai masing-masing superkapasitor, yaitu 5,3862 V. Namun pada waktu pengosongan dari superkapasitor, nilai tegangan pada V1 sama dengan nilai tegangan V4 dimana yang diukur adalah tegangan dari tahanan. Dan untuk tiap-tiap superkapasitor, nilai tegangan pada waktu pengosongan lebih kecil nilainya daripada nilai tegangan yang hanya menggunakan satu superkapasitor. Pada dua superkapasitor tersusun seri ini nilai tegangan lebih cepat habis daripada yang satu superkapasitor, dimana pada satu superkapasitor pada detik ke-500 nilai tegangan belum benar-benar habis. Namun pada dua superkapasitor tersusun seri, pada detik ke-284 nilai tegangannya sudah hampir menyamai nilai tegangan dari satu superkapasitor pada detik ke-500. Ini membuktikan bahwa nilai tegangan pada waktu pengosongan superkapasitor tersusun seri lebih kecil dan lebih cepat habis daripada nilai tegangan pada satu superkapasitor.
Dan untuk mendapatkan nilai energi yang tersimpan pada superkapasitor, digunakan Persamaann 2.4. Untuk menyelesaikan Persamaan 2.4 dibutuhkan nilai tegangan puncak dari dua superkapasitor tersusun seri yaitu sebesar 5.23 V dan untuk mendapatkan nilai kapasitas dari dua superkapasitor tersusun seri digunakan Persamaan 2.9. 1 = 1 + 1 1 =10 +1 101 = 102 = 5 Maka Persamaan 2.4 menjadi,
( ) = 1 2
= 1 2 5 5.386 = 72.522
Nilai energi yang tersimpan pada dua superkapasitor tersusun seri yang masing-masing besarnya 10 F, dengan arus pengisian 2 A, dan waktu pengisian 14 s adalah 72.522 Joule.
4.2.3 Pengujian dan Analisis Sata Tiga Superkapasitor Terhubung Seri Untuk dapat membuat rangkaian simulasi dari tiga superkapasitor terhubung seri, dibutuhkan suatu rangkaian ekuivalen untuk menjelaskan komponen yang digunakan serta untuk dapat mengamati arah arus. Gambar dari rangkaian ekuivalen tiga superkapasitor terhubung seri diperlihatkan pada Gambar 4.11. I SC1 R A V1 NC NO V5 V2 V3 SC3 SC2 V4
Keterangan gambar :
I = Sumber Arus (2 A) NC = Saklar Normally Closed V1 = Voltmeter 1
SC1 = Superkapasitor 1 (10 F) SC2 = Superkapasitor 2(10 F) SC3 = Superkapasitor 3(10 F) NO = Saklar Normally Open A = Amperemeter V2 = Voltmeter 2 V3 = Voltmeter 3 V4 = Voltmeter 4 V5 = Voltmeter 5 R = Tahanan (10 Ω)
Dari rangkaian ekuivalen untuk tiga superkapasitor terhubung seri pada Gambar 4.11, maka dapat dibuat rangkaian simulasi untuk tiga superkapasitor yang tersusun seri. Gambar dari rangkaian simulasi untuk pengujian tiga superkapasitor tersusun seri diperlihatkan pada Gambar 4.12.
Gambar 4.12 Rangkaian simulasi untuk tiga superkapasitor tersusun seri
Gambar 4.12 menunjukkan rangkaian simulasi dari tiga superkapasitor tersusun seri. Pertama tiga superkapasitor yang tersusun seri dihubungkan dengan sumber arus untuk pengisian superkapasitor, dan kemudian akan terhubung ke resistor untuk pengosongan superkapasitor, proses pembukaan dan penutupan saklar dilakukan pada saat yang bersamaan pada detik ke-14, dan digerakkan oleh SPDT (Single Pole Double Throw). Hasil data simulasi untuk tiga superkapasitor terhubung seri diperlihatkan dalam Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Data Pengujian dari tiga superkapasitor terhubung seri
Waktu (s) V1 (V) V2 (V) V3 (V) V4 (V) V5 (V) A Kondisi 0 0 0 0 0 0 0 P E N G I S I 3.16E-30 0.18 0.06 0.06 0.06 1.80E-08 1.80E-09
0.0008038 0.1806028 0.0602009 0.0602009 0.0602009 1.81E-08 1.81E-09 0.0048228 0.1836166 0.0612055 0.0612055 0.0612055 1.84E-08 1.84E-09 0.0249179 0.1986744 0.0662246 0.0662251 0.0662246 1.99E-08 1.99E-09 0.1253934 0.2736914 0.0912264 0.0912385 0.0912264 2.74E-08 2.74E-09 0.6277707 0.6422222 0.2139786 0.214265 0.2139786 6.42E-08 6.42E-09
Waktu (s) V1 (V) V2 (V) V3 (V) V4 (V) V5 (V) A Kondisi 14 7.8825785 2.6094483 2.6636819 2.6094483 7.8825785 0.7882578 P E N G O S O N G A N 24 6.2205909 2.0612797 2.0980315 2.0612797 6.2205908 0.6220591 34 4.8099276 1.5953921 1.6191434 1.5953921 4.8099275 0.4809928 44 3.6455617 1.2103129 1.224936 1.2103129 3.6455617 0.3645562 54 2.7118161 0.9010757 0.9096648 0.9010757 2.7118161 0.2711816 64 1.9838152 0.6596609 0.6644933 0.6596609 1.9838152 0.1983815 74 1.4307757 0.4760517 0.4786722 0.4760517 1.4307756 0.1430776 84 1.0200505 0.3395566 0.3409374 0.3395566 1.0200505 0.1020051 94 0.7206811 0.239989 0.2407031 0.239989 0.7206811 0.0720681 104 0.5056932 0.168442 0.1688092 0.168442 0.5056932 0.0505693 114 0.3530459 0.1176183 0.1178093 0.1176183 0.3530459 0.0353046 124 0.2455732 0.0818233 0.0819266 0.0818233 0.2455732 0.0245573 134 0.1703695 0.0567697 0.0568301 0.0567697 0.1703695 0.017037 144 0.1179771 0.0393126 0.039352 0.0393126 0.1179771 0.0117977 154 0.0815903 0.027187 0.0272163 0.027187 0.0815903 0.008159 164 0.0563748 0.0187835 0.0188079 0.0187835 0.0563748 0.0056375 174 0.0389276 0.0129685 0.0129906 0.0129685 0.0389276 0.0038928 184 0.0268683 0.0089491 0.0089701 0.0089491 0.0268683 0.0026868 194 0.0185392 0.0061729 0.0061934 0.0061729 0.0185392 0.0018539 204 0.0127894 0.0042564 0.0042766 0.0042564 0.0127894 0.0012789 214 0.0088216 0.0029338 0.002954 0.0029338 0.0088216 0.0008822 224 0.0060842 0.0020214 0.0020415 0.0020214 0.0060842 0.0006084 234 0.0041959 0.0013919 0.001412 0.0013919 0.0041959 0.0004196 244 0.0028935 0.0009578 0.0009779 0.0009578 0.0028935 0.0002894 254 0.0019953 0.0006584 0.0006785 0.0006584 0.0019953 0.0001995 264 0.0013759 0.000452 0.000472 0.000452 0.0013759 0.0001376 274 0.0009488 0.0003096 0.0003296 0.0003096 0.0009488 9.49E-05 284 0.0006542 0.0002114 0.0002314 0.0002114 0.0006542 6.54E-05 294 0.0004511 1.44E-04 0.0001637 1.44E-04 0.0004511 4.51E-05 304 0.0003111 9.70E-05 1.17E-04 9.70E-05 0.0003111 3.11E-05 314 0.0002145 6.48E-05 8.49E-05 6.48E-05 0.0002145 2.14E-05 324 0.0001479 4.26E-05 6.27E-05 4.26E-05 0.0001479 1.48E-05 334 1.02E-04 2.73E-05 4.74E-05 2.73E-05 1.02E-04 1.02E-05 344 7.03E-05 1.68E-05 3.68E-05 1.68E-05 7.03E-05 7.03E-06 354 4.85E-05 9.48E-06 2.95E-05 9.48E-06 4.85E-05 4.85E-06 364 3.34E-05 4.47E-06 2.45E-05 4.47E-06 3.34E-05 3.34E-06 374 2.31E-05 1.01E-06 2.10E-05 1.01E-06 2.31E-05 2.31E-06 384 1.59E-05 -1.38E-06 1.87E-05 -1.38E-06 1.59E-05 1.59E-06 394 1.10E-05 -3.02E-06 1.70E-05 -3.02E-06 1.10E-05 1.10E-06 404 7.56E-06 -4.16E-06 1.59E-05 -4.16E-06 7.56E-06 7.56E-07 414 5.21E-06 -4.94E-06 1.51E-05 -4.94E-06 5.21E-06 5.21E-07 424 3.60E-06 -5.48E-06 1.45E-05 -5.48E-06 3.60E-06 3.60E-07 434 2.48E-06 -5.85E-06 1.42E-05 -5.85E-06 2.48E-06 2.48E-07 444 1.71E-06 -6.10E-06 1.39E-05 -6.10E-06 1.71E-06 1.71E-07 454 1.18E-06 -6.28E-06 1.37E-05 -6.28E-06 1.18E-06 1.18E-07 464 8.14E-07 -6.40E-06 1.36E-05 -6.40E-06 8.14E-07 8.14E-08 474 5.62E-07 -6.49E-06 1.35E-05 -6.49E-06 5.62E-07 5.62E-08 484 3.88E-07 -6.54E-06 1.35E-05 -6.54E-06 3.88E-07 3.88E-08 494 2.68E-07 -6.58E-06 1.34E-05 -6.58E-06 2.68E-07 2.68E-08 500 2.15E-07 -6.60E-06 1.34E-05 -6.60E-06 2.15E-07 2.15E-08
Keterangan Tabel :
V1 = Tegangan Total Superkapasitor V2 = Tegangan Superkapasitor 1 V3 = Tegangan Superkapasitor 2 V4 = Tegangan Superkapasitor 3 V5 = Tegangan Beban
A = Arus Beban
Grafik dari tegangan vs waktu untuk nilai V1, V2, V3, V4, dan V5 pada pengujian tiga superkapasitor yang tersusun seri diperlihatkan pada Gambar 4.9.
Gambar 4.13 Grafik Tegangan vs Waktu untuk tiga superkapasitor tersusun seri
Untuk analisis data dari pengujian tiga superkapasitor tersusun seri adalah seperti berikut:
Untuk dapat menggantikan baterai sebesar 3.6 V, nilai tegangan dari superkapasitor harus melebihi atau menyamai dari tegangan baterai. Melalui
ialah pada detik ke-44.5, dan jika dihitung sejak mulai waktu pengosongan superkapasitor maka 44.5-14 = 30.5 detik. Jadi 30.5 detik adalah waktu yang bisa dilakukan superkapasitor untuk dapat menggantikan baterai sebesar 3.6 V.
Dapat terlihat pada Gambar 4.13 Grafik tegangan vs waktu untuk pengisian pada superkapasitor dimulai dari nol dan akan berlangsung terus hingga pada waktu yang ditentukan. Nilai tegangan dari masing-masing superkapasitor sama nilainya dengan nilai tegangan pada waktu pengisian satu superkapasitor. Nilai total tegangan dari tiga superkapasitor tersusun seri adalah jumlah dari nilai masing-masing superkapasitor, yaitu 8.133 V. Namun pada tiga superkapasitor tersusun seri ini, nilai tegangan pada superkapasitor yang berada di tengah memiliki nilai yang lebih besar dari dua superkapasitor lainnya, ini menunjukkan superkapasitor memiliki penyaluran tegangan yang tidak merata pada masing-masing superkapasitornya.
Pada waktu pengosongan dari superkapasitor, nilai tegangan pada V1 sama dengan nilai tegangan V5 dimana yang diukur adalah tegangan dari tahanan. Dan untuk tiap-tiap superkapasitor, nilai tegangan pada waktu pengosongan lebih kecil nilainya daripada nilai tegangan yang hanya menggunakan satu superkapasitor. Pada tiga superkapasitor tersusun seri ini nilai tegangan lebih cepat habis daripada yang satu dan superkapasitor, dimana pada satu superkapasitor pada detik ke-500 nilai tegangan belum benar-benar habis, dan pada dua superkapasitor tersusun seri, pada detik ke-284 nilai tegangannya sudah hampir menyamai nilai tegangan dari satu superkapasitor pada detik ke-500. Serta pada tiga superkapasitor tersusun seri, pada detik ke-204 nilai tegangannya sudah hampir menyamai nilai tegangan dari satu superkapasitor pada detik ke-500. Ini membuktikan bahwa semakin banyak
superkapasitor tersusun seri maka nilai tegangan pada waktu pengosongan akan semakin lebih kecil dan lebih cepat habis daripada nilai tegangan pada satu superkapasitor atau superkapasitor yang lebih sedikit tersusun seri.
Dan untuk mendapatkan nilai energi yang tersimpan pada superkapasitor, digunakan Persamaan 2.4. Untuk menyelesaikan Persamaan 2.4 dibutuhkan nilai tegangan puncak dari tiga superkapasitor tersusun seri yaitu sebesar 8.133 V dan untuk mendapatkan nilai kapasitas dari dua superkapasitor tersusun seri digunakan Persamaan 2.9. 1 = 1 + 1 + 1 1 =10 +1 10 +1 101 = 103 = 3.33 Maka Persamaan 2.4 menjadi,
( ) = 1 2
= 1 2 3.33 8.133 = 110.132
Nilai energi yang tersimpan pada tiga superkapasitor tersusun seri yang masing-masing besarnya 10 F, dengan arus pengisian 2 A, dan waktu pengisian 14 s adalah 110.132 Joule.
4.2.4 Pengujian dan Analisis Sata Empat Superkapasitor Terhubung Seri Untuk dapat membuat rangkaian simulasi dari empat superkapasitor terhubung seri, dibutuhkan suatu rangkaian ekuivalen untuk menjelaskan
rangkaian ekuivalen empat superkapasitor terhubung seri diperlihatkan pada Gambar 4.14. I SC1 R A V1 NC NO V6 V2 V3 SC3 SC2 V4 V5 SC2
Gambar 4.14 Rangkaian ekuivalen empat superkapasitor tersusun seri
Keterangan gambar :
I = Sumber Arus (2 A) NC = Saklar Normally Closed V1 = Voltmeter 1
SC1 = Superkapasitor 1 (10 F) SC2 = Superkapasitor 2(10 F) SC3 = Superkapasitor 3(10 F) SC4 = Superkapasitor 4(10 F) NO = Saklar Normally Open A = Amperemeter
V2 = Voltmeter 2 V3 = Voltmeter 3
V4 = Voltmeter 4 V5 = Voltmeter 5 V6 = Voltmeter 6 R = Tahanan (10 Ω)
Dari rangkaian ekuivalen untuk empat superkapasitor terhubung seri pada Gambar 4.14, maka dapat dibuat rangkaian simulasi untuk empat superkapasitor. Gambar dari rangkaian simulasi untuk pengujian empat superkapasitor tersusun seri diperlihatkan pada Gambar 4.15.
Gambar 4.15 Rangkaian simulasi untuk empat superkapasitor tersusun seri
Pada Gambar 4.15 menampilkan rangkaian pengujian untuk empat superkapasitor tersusun seri. Dimana prinsip pengerjaannya sama dengan pengujian dua dan tiga superkapasitor tersusun seri, yang membedakan adalah susunan
Tabel 4.4 Data Pengujian dari empat superkapasitor terhubung seri Waktu (s) V1 (V) V2 (V) V3 (V) V4 (V) V5 (V) V6 (V) A Kondisi 0 0 0 0 0 0 0 0 P E N G I S I A N 3,16E-30 0,24 0,06 0,06 0,06 0,06 2,40E-08 2,40E-09 8,04E-04 0,240804 0,060201 0,060201 0,060201 0,060201 2,41E-08 2,41E-09 0,004823 0,244822 0,061206 0,061206 0,061206 0,061206 2,45E-08 2,45E-09 0,024918 0,2649 0,066225 0,066225 0,066225 0,066225 2,65E-08 2,65E-09 0,125393 0,36493 0,091226 0,091239 0,091239 0,091226 3,65E-08 3,65E-09 0,627771 0,856487 0,213979 0,214265 0,214265 0,213979 8,56E-08 8,56E-09 3,139657 3,131504 0,780089 0,785663 0,785663 0,780089 3,13E-07 3,13E-08 13,13966 10,34823 2,562104 2,612014 2,612014 2,562104 1,03E-06 1,03E-07 14 10,88085 2,693096 2,74733 2,74733 2,693096 1,09E-06 1,09E-07 14 10,51468 2,601552 2,655786 2,655786 2,601552 10,51468 1,051468 P E N G O S O N G A N 24 7,628238 1,891087 1,923032 1,923032 1,891087 7,628238 0,762823 34 5,33935 1,326193 1,343482 1,343482 1,326193 5,33935 0,533935 44 3,613189 0,898996 0,907598 0,907598 0,898996 3,613189 0,361318 54 2,374576 0,59166 0,595628 0,595628 0,59166 2,374576 0,237457 64 1,524579 0,380282 0,382007 0,382007 0,380282 1,524579 0,152457 74 0,962091 0,240162 0,240884 0,240884 0,240162 0,962091 0,096209 84 0,599873 0,149818 0,150118 0,150118 0,149818 0,599873 0,059987 94 0,371042 0,092696 0,092826 0,092826 0,092696 0,371042 0,037104 104 0,228319 0,057048 0,057112 0,057112 0,057048 0,228319 0,022831 114 0,140036 0,03499 0,035028 0,035028 0,03499 0,140036 0,014003 124 0,085714 0,021414 0,021443 0,021443 0,021414 0,085714 0,008571 134 0,052398 0,013087 0,013112 0,013112 0,013087 0,052398 0,005239 144 0,032007 0,00799 0,008014 0,008014 0,00799 0,032007 0,0032 154 0,019542 0,004874 0,004897 0,004897 0,004874 0,019542 0,001954 164 0,011928 0,00297 0,002993 0,002993 0,00297 0,011928 0,001192 174 0,007279 0,001808 0,001831 0,001831 0,001808 0,007279 0,000728 184 0,004442 0,001099 0,001122 0,001122 0,001099 0,004442 0,000444 194 0,00271 0,000666 0,000689 0,000689 0,000666 0,00271 0,000271 204 0,001654 0,000402 0,000425 0,000425 0,000402 0,001654 0,000165 214 0,001009 0,000241 0,000264 0,000264 0,000241 0,001009 0,000101 224 0,000615 0,000142 0,000165 0,000165 0,000142 0,000615 6,15E-05 234 0,000376 8,25E-05 1,05E-04 1,05E-04 8,25E-05 0,000376 3,76E-05 244 0,000229 4,59E-05 6,87E-05 6,87E-05 4,59E-05 0,000229 2,29E-05 254 0,00014 2,35E-05 4,64E-05 4,64E-05 2,35E-05 0,00014 1,4E-05 264 8,53E-05 9,90E-06 3,27E-05 3,27E-05 9,90E-06 8,53E-05 8,53E-06 274 5,20E-05 1,59E-06 2,44E-05 2,44E-05 1,59E-06 5,20E-05 5,20E-06 284 3,17E-05 -3,48E-06 1,93E-05 1,93E-05 -3,48E-06 3,17E-05 3,17E-06 294 1,94E-05 -6,57E-06 1,63E-05 1,63E-05 -6,57E-06 1,94E-05 1,94E-06 304 1,18E-05 -8,46E-06 1,44E-05 1,44E-05 -8,46E-06 1,18E-05 1,18E-06 314 7,21E-06 -9,61E-06 1,32E-05 1,32E-05 -9,61E-06 7,21E-06 7,21E-07 324 4,40E-06 -1,03E-05 1,25E-05 1,25E-05 -1,03E-05 4,40E-06 4,40E-07 334 2,68E-06 -1,07E-05 1,21E-05 1,21E-05 -1,07E-05 2,68E-06 2,68E-07 344 1,64E-06 -1,10E-05 1,18E-05 1,18E-05 -1,10E-05 1,64E-06 1,64E-07 354 1,00E-06 -1,12E-05 1,17E-05 1,17E-05 -1,12E-05 1,00E-06 1,00E-07 364 6,11E-07 -1,13E-05 1,16E-05 1,16E-05 -1,13E-05 6,11E-07 6,11E-08 374 3,74E-07 -1,13E-05 1,15E-05 1,15E-05 -1,13E-05 3,74E-07 3,74E-08
Waktu (s) V1 (V) V2 (V) V3 (V) V4 (V) V5 (V) V6 (V) A Kondisi 384 2,29E-07 -1,13E-05 1,15E-05 1,15E-05 -1,13E-05 2,29E-07 2,29E-08
P E N G O S O N G A N 394 1,40E-07 -1,14E-05 1,14E-05 1,14E-05 -1,14E-05 1,40E-07 1,40E-08 404 8,64E-08 -1,14E-05 1,14E-05 1,14E-05 -1,14E-05 8,64E-08 8,64E-09 414 5,35E-08 -1,14E-05 1,14E-05 1,14E-05 -1,14E-05 5,35E-08 5,35E-09 424 3,34E-08 -1,14E-05 1,14E-05 1,14E-05 -1,14E-05 3,34E-08 3,34E-09 434 2,12E-08 -1,14E-05 1,14E-05 1,14E-05 -1,14E-05 2,12E-08 2,12E-09 444 1,37E-08 -1,14E-05 1,14E-05 1,14E-05 -1,14E-05 1,37E-08 1,37E-09 454 9,13E-09 -1,14E-05 1,14E-05 1,14E-05 -1,14E-05 9,13E-09 9,13E-10 464 6,35E-09 -1,14E-05 1,14E-05 1,14E-05 -1,14E-05 6,35E-09 6,35E-10 474 4,66E-09 -1,14E-05 1,14E-05 1,14E-05 -1,14E-05 4,66E-09 4,66E-10 484 3,62E-09 -1,14E-05 1,14E-05 1,14E-05 -1,14E-05 3,62E-09 3,62E-10 494 2,99E-09 -1,14E-05 1,14E-05 1,14E-05 -1,14E-05 2,99E-09 2,99E-10 500 2,73E-09 -1,14E-05 1,14E-05 1,14E-05 -1,14E-05 2,73E-09 2,73E-10
Keterangan Tabel :
V1 = Tegangan Total Superkapasitor V2 = Tegangan Superkapasitor 1 V3 = Tegangan Superkapasitor 2 V4 = Tegangan Superkapasitor 3 V5 = Tegangan Superkapasitor 4 V6 = Tegangan Beban A = Arus Beban
Grafik dari nilai Tegangan vs Waktu untuk nilai V1, V2, V3, V4, V5, dan V6 pada pengujian empat superkapasitor yang tersusun seri diperlihatkan pada Gambar 4.16.
Untuk analisis data dari pengujian empat superkapasitor tersusun seri adalah seperti berikut:
Untuk dapat menggantikan baterai sebesar 3.6 V, nilai tegangan dari superkapasitor harus melebihi atau menyamai dari tegangan baterai. Melalui pengamatan langsung nilai tegangan 3.6 V pada empat superkapasitor tersusun seri ialah pada detik ke-44.1, dan jika dihitung sejak mulai waktu pengosongan superkapasitor maka 44.1-14 = 30.1 detik. Jadi 30.1 detik adalah waktu yang bisa dilakukan superkapasitor untuk dapat menggantikan baterai sebesar 3.6 V.
Dapat terlihat pada Gambar 4.16 grafik tegangan vs waktu untuk pengisian pada superkapasitor dimulai dari nol dan akan berlangsung terus hingga pada waktu yang ditentukan. Nilai tegangan dari masing-masing superkapasitor sama nilainya dengan nilai tegangan pada waktu pengisian satu superkapasitor. Nilai total tegangan dari empat superkapasitor tersusun seri adalah jumlah dari nilai masing-masing superkapasitor, yaitu 10,935V. Namun pada empat superkapasitor tersusun seri ini tidak seperti pada satu atau dua superkapasitor yang tersusun seri, nilai tegangan pada dua superkapasitor yang berada di tengah memiliki nilai yang lebih besar dari dua superkapasitor lainnya, ini menunjukkan superkapasitor memiliki penyaluran tegngan yang tidak merata pada masing-masing superkapasitornya.
Pada waktu pengosongan dari superkapasitor, nilai tegangan pada V1 sama dengan nilai tegangan V6 dimana yang diukur adalah tegangan dari tahanan. Dan untuk tiap-tiap superkapasitor, nilai tegangan pada waktu pengosongan lebih kecil nilainya daripada nilai tegangan yang hanya menggunakan satu superkapasitor. Pada empat superkapasitor tersusun seri ini nilai tegangan lebih cepat habis daripada yang satu dan dua, serta tiga superkapasitor, dimana pada satu
superkapasitor pada detik ke-500 nilai tegangan belum benar-benar habis, pada dua superkapasitor tersusun seri, pada detik ke-284, dan pada tiga superkapasitor tersusun seri, pada detik ke-204, Serta pada empat superkapasitor tersusun seri, pada detik ke-164 nilai tegangannya hampir menyamai nilai tegangan dari satu superkapasitor pada detik ke-500. Ini membuktikan bahwa semakin banyak superkapasitor tersusun seri maka nilai tegangan pada waktu pengosongan akan semakin lebih kecil dan lebih cepat habis daripada nilai tegangan pada satu superkapasitor atau superkapasitor yang lebih sedikit tersusun seri.
Dan untuk mendapatkan nilai energi yang tersimpan pada superkapasitor, digunakan Persamaan 2.4. Untuk menyelesaikan Persamaan 2.4 dibutuhkan nilai tegangan puncak dari tiga superkapasitor tersusun seri yaitu sebesar 10,88 V dan untuk mendapatkan nilai kapasitas dari dua superkapasitor tersusun seri digunakan Persamaan 2.9. 1 = 1 + 1 + 1 + 1 1 = 10 +1 10 +1 10 +1 101 =104 = 2.5 Maka Persamaan 2.4 menjadi,
( ) = 1 2
= 1 2 2.5 10.88 = 147.968
Nilai energi yang tersimpan pada empat superkapasitor tersusun seri yang masing-masing besarnya 10 F, dengan arus pengisian 2 A, dan waktu pengisian 14
BAB V
KESIMPULAN SAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Adapun beberapa kesimpulan dari pembahasan pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut.
1. Berdasarkan pengujian dengan baterai 3.6 V dan 0.9 Ah didapatkan bahwa, satu superkapasitor tidak dapat digunakan sebagai pengganti baterai. Sementara untuk superkapasitor yang tersusun seri dapat menggantikan baterai, untuk dua superkapasitor selama 23.5 detik, tiga superkapasitor 30.5 detik, dan empat superkapasitor selama 30.1 detik.
2. Semakin banyak superkapasitor yang tersusun seri, maka nilai tegangan akan semakin bertambah. Namun juga akan semakin cepat mengalami penurunan tegangan karena arus yang ditarik juga semakin besar.
3. Pada pengujian tiga dan empat superkapasitor yang tersusun seri, selama waktu pengisian superkapasitor yang berada di tengah memiliki nilai tegangan yang lebih besar dari superkapasitor yang berada di pinggir. Ini membuktikan ada pembagian tegangan yang tidak merata di tiap superkapasitor.
4. Energi yang tersimpan pada satu superkapasitor ialah 36.1805 J, pada dua superkapasitor ialah 72.522 J, pada tiga superkapasitor 110.132 J, dan pada empat superkapasitor ialah 147.968 J.
5.2 Saran
Adapun saran dari penulis untuk pengembangan Tugas Akhir ini adalah seperti berikut.
1. Penelitian selanjutnya dapat dilakukan percobaan dengan menggunakan metode hubungan seri-paralel superkapasitor untuk memperbesar nilai kapasitas dari superkapasitor.
2. Dapat juga membuat rangkaian formula untuk simulasi yang telah dilakukan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kapasitor
Kapasitor banyak digunakan dalam sirkuit elektronik dan mengerjakan berbagai fungsi. Pada dasarnya kapasitor merupakan alat penyimpan muatan listrik yang dibentuk dari dua permukaan (piringan) yang berhubungan, tetapi dipisahkan oleh suatu penyekat [3]. Bila elektron berpisah dari satu plat ke plat yang lain, akan terdapat muatan positif pada plat yang kehilangan elektron dan muatan negatif pada plat yang memperoleh elektron.
Gambar 2.1 Rangkaian sederhana kapasitor terhubung dengan sumber DC [4] Apabila sebuah kapasitor disambungkan ke sebuah listrik DC seperti yang terlihat pada Gambar 2.1 [4], elektron-elektron akan berkumpul pada pelat yang tersambung ke terminal negatif sumber. Elektron-elektron ini akan menolak elektron-elektron yang ada pada pelat di seberangnya. Elektron-elektron yang tertolak akan mengalir menuju terminal positif sumber seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.2 [3].
Sebuah kapasitor yang disambungkan seperti ini ke sebuah sumber daya dengan seketika akan menjadi bermuatan. Tegangan antara kedua pelatnya adalah sama dengan tegangan sumber daya. Ketika kapasitor tersebut dilepaskan dari sumber daya, kapasitor tetap mempertahankan muatannya. Inilah alasan mengapa kapasitor dapat menyimpan muatannya [4].
2.1.1 Kapasitansi
Muatan (Q) diukur dengan satuan coulomb dan kapasitor yang memperoleh muatan listrik akan mempunyai tegangan antar terminal sebesar V volt.
Kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan disebut kapasitansi (C) [3]. Kapasitansi ini diukur berdasarkan besar muatan yang dapat disimpan pada suatu kenaikan tegangan, persamaannya dinyatakan oleh Persamaan (2.1) [3]
, = ,, (2.1)
Atau Persamaan (2.1) dapat disederhanakan menjadi Persamaan (2.2)
= (2.2)
Permukaan kapasitor yang berhubungan biasanya berbentuk “plat” rata.