LABORATORIUM PENDIDIKAN FISIKA FKIP UNSRI
INDRALAYA
LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA DASAR I
PENGISIAN DAN PENGOSONGAN KAPASITOR
NAMA : Egon
NIM : 06111181419074
DOSEN PENGASUH : Muhammad Muslim, S.pd.,M.Si.
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MIPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
"PENGISIAN DAN PENGOSONGAN KAPASITOR"
A. TANGGAL PRAKTIKUM
6 November 2015
B. TUJUAN PRAKTIKUM
Praktikum ini bertujuan untuk mempelajari proses pengisian dan pengosongan muatan listrik listrik pada kapasitor elektrolit. Beberapa hal yang akan dipelajari adalah:
1. Pengukur tegangan kapasitor pada saat diisi dan dikosongkan
2. Menghitung nilai RC secara eksperimen dan membandingkan hasilnya dengan RC yang
sebenarnya
C. 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 1791-1867). 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)
pengosongan kapasitor. dan terdapat gejala kejenuhan dalam proses pengisian maupun pengosongan muatan kapasitor
2. Rangkaian pengintegralan RC Pasif (integrator)
Jika tetapan waktu = RC T, kapasitor C terisi penuh dalam waktu T\2. Akan tetapiƬ ˂
jika tetapn waktu = RC T, maka sebelum kapasitor terisiƬ ˃ 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
RC, bentuk isyarat keluaran seperti integral isyarat masukan.
Ƭ˃ Untuk = RC T padaƬ ˃
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 = RC T, atau apabila f 1\RC. Ƭ ˃ ˃
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 = RC T, isyaratƬ ˂
keluaran akan seperti differensial dari isyarat masukan.
Tampak jika = RC , atau untk f 1\RC bentuk isyarat mirip dengan isyarat masukan,Ƭ ˃ ˃
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.
Alat dan bahan yang dibutuhkan adalah:
1. Buat rangkaian sederhana untuk percobaan ini seperti pada modul.
2. Aktifkan sumber arus bersamaan dengan mengaktifkan Stopwatch.
3. Masukkan hasil percobaan ke dalam tabel.
4. Lanjutkan praktikum dengan proses pengosongan kapasitor.
5. Setelah kapasitor terisi penuh ditandai dengan tidak ada lagi kenaikan tegangan kapasitor,
reset stopwatch.
6. Matikan sumber arus, bersamaan dengan mengaktifkan kembali stopwatch.
7. Masukkan kasil percobaan ke dalam tabel.
8. Lakukan pengukuran hingga muatan listrik di dalam kapasitor habis keluar.
6. HASIL PENGAMATAN
PENGISIAN KAPASITOR PENGOSONGAN KAPASITOR Waktu (s) Tegangan (Volt) Waktu (s) Tegangan (Volt)
400 4,26 400 0,04
7. ANALISA DATA DAN FAKTOR KOREKSI
Besar pengisian dan pengosongan kapasitor berdasarkan data sheet (Faktor Koreksi):
PENGISIAN KAPASITOR PENGOSONGAN KAPASITOR Waktu (s) Tegangan (Volt) Waktu (s) Tegangan (Volt)
5 0,01 5 4,41
30 2,56 0,03 7660,01 Tinggi 40 3,13 0,04 7020,77 Tinggi 50 3,55 0,05 6365,46 Tinggi 60 3,84 0,07 5732,03 Tinggi 70 4,01 0,08 5123,78 Tinggi 80 4,1 0,09 4576,61 Tinggi 90 4,17 0,10 4130,87 Tinggi 100 4,21 0,11 3746,95 Tinggi 120 4,26 0,13 3148,32 Tinggi 130 4,28 0,14 2914,60 Tinggi 140 4,29 0,15 2707,74 Tinggi 150 4,3 0,16 2528,47 Tinggi 160 4,3 0,17 2365,88 Tinggi 170 4,3 0,19 2222,42 Tinggi 180 4,3 0,20 2094,90 Tinggi 190 4,3 0,21 1980,81 Tinggi 200 4,3 0,22 1878,12 Tinggi 300 4,27 0,32 1218,55 Tinggi 400 4,26 0,43 893,36 Tinggi
160 0,47 4,31 89,10 Tinggi 170 0,42 4,31 90,25 Tinggi 180 0,37 4,30 91,40 Tinggi 190 0,33 4,30 92,32 Tinggi 200 0,3 4,29 93,01 Tinggi 300 0,1 4,23 97,64 Tinggi 400 0,04 4,17 99,04 Tinggi
*Keterangan:
a. Tegangan Teoritik (V) Pengisian Kapasitor
V = Vo.
Pengosongan Kapasitor
V = Vo (1 - )
c. Tingkat Fatal
%Kesalahan < 20 = Kecil
20 < %Kesalahan < 50 = Sedang %Kesalahan > 50 = Tinggi
8. PEMBAHASAN
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.
Berikut bentuk kurfa pengisian dan pengosongan kapasitor berdasarkan data dari Data Sheet Kapasitor:
Kurfa Pengosongan
Menurut saya kesalahan ini disebabkan oleh :
Ketidaktelitian pengamat dalam Mengukur tegangan Kesalahan pada penghitungan hambatan resistor
Kedua faktor ini lah yang diperkirakan memicu kesalahan yang sangat besar pada praktikum ini.
9. 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
DAFTAR PUSTAKA
Tim Penyusun, 2014. Modul praktikum Elektronika Dasar I, Unsri: Indralaya.
