22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)

7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)

1/23

LAPORAN PRAKTIKUM

RANGKAIAN LISTRIK

KAPASITANSI SERI DAN PARALEL

Nama : Angga Reza FardanaN I M : 03061004056Group : I

Anggota : 1. Desi Puspika [03061004119]. !ko Mu"arto [0306100400#]

3. Nur$onas [03061004031]4. %e&a %"en$ika [030610040#3]

'. (a)as Marari [030610040#4]

Nama Asisten : (iranata*angga) Praktikum : +e)asa, 1- Desemer 00#

LABORATORIUM DASAR ELEKTRONIKA

DAN RANGKAIAN LISTRIK

FAKULTAS TEKNIK URUSAN TEKNIK ELEKTRO

UNI!ERSITAS SRI"IA#A

$00%&$00'


2/23

PER(OBAAN III

1. )d)* Per+,-aan. /apasitansi +eri $an Para)e)

$/ T))an

ntuk menentukan ni)aini)ai $ari susunan kapasitor aik se2ara seri maupun

para)e).

ntuk mengui entuk ge)omang $ari arus ang $i"uungkan $engan

pengisian $an pe)epasan.

3/ Da2ar A*a2

1 nit /omputer

+o5tare 7i8eire

4/ Penda)*)an

/apasitor a$a)a" komponen )istrik ang $igunakan untuk menimpan

muatan )istrik, $an se2ara se$er"ana ter$iri $ari $ua kon$uktor ang $ipisa"kan

o)e" a"an penekat a"an $ie)ektrik. Atau $engan kata )ain, kapasitor

terentuk $ari $ua kon$uktor semarang ang $ipisa"kan o)e" seua" iso)ator

atau ruang "ampa. +uatu kapasitor memi)iki )amang erikut ini:

7amang kapasitor $engan ; < 1 =>

+truktur seua" kapasitor teruat $ari $ua ua" p)at meta) ang

$ipisa"kan o)e" suatu a"an $ie)ektrik. ?a"ana"an $ie)ektrik ang umum

$ikena) misa)na u$ara 8akum, keramik, ge)as $an )ain)ain. @ika ke$ua uung p)at


3/23

meta) $ieri tegangan )istrik, maka muatanmuatan positi5 akan mengumpu) pa$a

sa)a" satu kaki e)ektro$a meta)na $an pa$a saat ang sama, muatanmuatan

negati5 terkumpu) pa$a uung meta) ang satu )agi. Muatan positi5 ti$ak $apat

menga)ir menuu uung kutu negati5 $an sea)ikna muatan negati5 ti$ak isa

menuu ke uung kutu positi5, karena terpisa" o)e" a"an $ie)ektrik ang non

kon$ukti5. Muatan e)ektrik ini tersimpanB se)ama ti$ak a$a kon$uksi pa$a uung

uung kakina. Di a)am eas, 5enomena kapasitor ini tera$i pa$a saat

terkumpu)na muatanmuatan positi5 $an negati5 $i aan.

Prinsip kera kapasitor

[Mo$u) Praktikum %7, "a). 1314]

Da)am rangkaian )istrik, kapasitor $apat $igunakan seagai :

1. Pen2ari ge)omang ra$io tuning. +a)a" satu komponen pengapian

3. Penimpan energi $a)am rangkaian pena)a e)ektronik

4. >i)ter $a)am 2atu $aa

/apasitansi $i$e5inisikan seagai kemampuan $ari suatu kapasitor untuk

$apat menampung muatan e)ektron. /emampuan kapasitor $a)am menimpan

muatan )istrik $inatakan o)e" esaran kapasitas atau kapasitansi ang

$inotasikan $engan ;B, $an $i$e5inisikan seagai peran$ingan antara muatan

)istrik C ang tersimpan $a)am kapasitor $an e$a potensia) antara ke$ua

keping.

V

QC =


4/23

Dimana:

C < muatan e)ektron, satuan ; 2ou)om

; < ni)ai kapasitansi, satuan > 5ara$

< esar tegangan, satuan 8o)t

+atuan kapasitansi $a)am +I a$a)a" 5ara$, se"ingga $ari persamaan $i atas

$apat $ipero)e" "uungan :

volt

coulombfarad 11 =

[Mo$u) Praktikum %angkaian 7istrik, "a). 131'].

/ita $e5inisikan kapasitansi ; $engan "uungan tegangan arus, $i mana 8

$an i memenu"i kon8ensi untuk seua" e)emen pasi5, se"ingga :

= $t.i.8(;

@ika $8E$t.;i= $an 8 < 0 pa$a t < 0 F

Maka:

8;

1$88;$t$8E$t:9;8(

t

0

8

0

; ===

@a$i, pa$a kapasitor pun tera$i penimpanan energi $a)am entuk me$an )istrik.

[Prinsip Dasar !)ektroteknik, "a). 13].

Hubungan Kapasitor

+a)a" satu pertimangan penting $a)am menggunakan seua" kapasitor

a$a)a" pemi)i"an kapasitas ang sesuai $engan keutu"an. Apai)a seua"

kapasitor tungga) $engan kapasitas $an tegangan kera ang $iinginkan ti$ak

terse$ia, maka pa$a umumna kita $apat mengkominasikan $ua atau )ei"

kapasitor untuk mempero)e" kapasitas maupun tegangan ang $iutu"kan. A$a


5/23

$ua 2ara ang umum untuk meng"uungkan eerapa kapasitor, aitu seri $an

para)e). [?o >oster. Terpadu Fisika SMU Jilid !""a). 36]

a. uungan +eri

@ika eerapa kapasitor $i"uungkan satu sama )ain $engan 2ara

meng"uungkan keping H keping ang ermuatan er)aanan seperti pa$a

gamar, "uungan terseut $inamakan "uungan seri. +ete)a" seimang,

semua kapasitor akan mempunai muatan ang sama. Akiatna, muatan

eki8a)en $i $a)am garis putus H putus a$a)a" no) se"ingga muatan gaungan

sama $engan muatan setiap kapasitor, sama $engan . +umer tegangan

ang $i"uungkan pa$a kapasitor "ana akan mengakiatkan pergeseran

muatan. Pa$a "uungan seri $ipero)e":

a

/arena, tota)< < 1< < 3

tota)< 1J J 3

Maka,

31 C

#

C

#

C

#

C

#

tot

tot++= atau

31

1111

CCCCtot++=

+e2ara umum, untuk n ua" kapasitor ang $isusun seri, kapasitas gaungan

;tot $irumuskan seagai:


6/23

ntot CCCC

1111

1

++=

;atatan:

/"usus untuk $ua kapasitor ang $irangkai se2ara seri er)aku:

1

1

CC

CCCtot

+

=

/"usus untuk n ua" kapasitor ang kapasitasna sama $an $irangkai

se2ara seri er)aku:

n

CCtot =

Dari persamaan $i atas $ipero)e" a"a kapasitas pengganti susunan seri

eerapa ua" kapasitor se)a)u )ei" ke2i) $ari kapasitas terke2i) kapasitor

$a)am rangkaian terseut. Peran$ingan potensia) pa$a masing H masing

kapasitor seri a$a)a":

31

31

1:

1:

1::

CCCVVV =

["ttp:EE.m5isika.netEmateriE>a$)iKLusu5KkapasitorENe

0E>o)$erEin$e."tm]

. uungan Para)e)

@ika eerapa kapasitor $i"uungkan satu sama )ain $engan 2ara

meng"uungkan kepingkeping ang ermuatan seenis seperti pa$a gamar,

maka "uungan terseut $inamakan "uungan para)e).


7/23

+ete)a" seimang, tegangan semua kapasitor a$a)a" sama. Maka tegangan

kapasitor "uungan para)e) $i$e5inisikan :

tot< 1< < 3

Akan tetapi, karena muatan H muatan ang seenis sa)ing $i"uungkan, maka

muatan tota) tot merupakan penum)a"an $ari muatan se)uru" kapasitor ang

$irangkai para)e).

tot< J 1J J 3

;tot < ;1 J ; J ;3 atau ;tot < ;1 J ; J ;3

+e2ara umum, untuk n ua" kapasitor ang $isusun para))e), kapasitas tota)

;tot $irumuskan seagai:

n1tot;;;; +++=

Dari persamaan $i atas $ipero)e" a"a kapasitas pengganti susunan para)e)

eerapa ua" kapasitor se)a)u )ei" esar $ari kapasitas teresar kapasitor

$a)am rangkaian terseut.

Peran$ingan muatan pa$a masing H masing kapasitor para)e) a$a)a"

;:;:;I:I:I 3131 =


8/23

Meng$itung Kapasitansi Kapasitor %alam &uang Hampa

A

!a- d

$T

Apai)a pa$a rangkaian terseut $ierikan e$a potensia) , akan

terentuk me$an )istrik, $an kapasitor men$apat muatan. +emakin esar e$a

potensia), semakin esar pu)a muatanna.

Meskipun esaran C $an $a)am persamaan terseut tampak menentukan

ni)ai ;, namun kapasitas itu sen$iri erni)ai konstan. /apasitas suatu kapasitor

tergantung pa$a enis konstruksi 5isikna, aitu )uas keping kapasitor, arak antara

ke$uana, $an a"an enis $ie)ektrik ang $igunakanna.

@ika seua" kapasitor keping seaar $ieri e$a potensia) , se"ingga

setiap kapasitor men$apat muatan )istrik C, kemu$ian $engan menggunakan

"ukum Gauss, kuat me$an )istrik ! $apat $ipero)e" $ari:

< !.A

@ika ruang $iantara ke$ua keping kapasitor a$a)a" 8akum atau u$ara,

esarna kapasitas a$a)a":

d

!C oo

.=

orCC.

=

Permiti8itas re)ati5 suatu a"an $ie)ektrik $apat $i$e5inisikan seagai

peran$ingan antara kapasitas $a)am a"an $ie)ektrik $an kapasitas $a)am 8akum

u$ara.

(eda )otensial Kedua Keping

@ika pa$a suatu kapasitor keping seaar e$a potensia) antar kepingna

$iiinkan erua", maka prinsip ang kita pegang: muatan a$a)a" keka). @a$i,

muatan kapasitor see)um $isisipkan a"an penekat 0 sama $engan muatan

kapasitor se$u$a" $isisipkan a"an penekat .

0 <


10/23

;00< ; 0 < bb V

C

C

0

0 < !r

@a$i, e$a potensia) ke$ua keping sete)a" $isisipkan a"an penekat ,

erkurang $ian$ingkan $engan e$a potensia) $a)am 8akum atau u$ara 0.

[Mo$u) Praktikum %angkaian 7istrik, "a). 161#]

Jenis*+enis kapasitor

1. !)e2trostati2

/apasitor e)e2trostati2 a$a)a" ke)ompok kapasitor ang $iuat $engan a"an

$ie)ektrik $ari keramik, 5i)m $an mika. /eramik $an mika a$a)a" a"an ang

popu)er serta mura" untuk memuat kapasitor ang kapasitansina ke2i).

. !)e2tro)ti2 $an e)e2tro2"emi2a)

/e)ompok kapasitor e)e2tro)ti2 ter$iri $ari kapasitorkapasitor ang a"an

$ie)ektrikna a$a)a" )apisan meta)oksi$a. mumna kapasitor ang

termasuk ke)ompok ini a$a)a" kapasitor po)ar $engan tan$a J $an $i

a$anna. Mengapa kapasitor ini $apat memi)iki po)aritas, a$a)a" karena

proses pemuatanna menggunakan e)ektro)isa se"ingga terentuk kutu

positi5 ano$a $an kutu negati5 kato$a.

+atu enis kapasitor )ain a$a)a" kapasitor e)e2tro2"emi2a). *ermasuk

kapasitor enis ini a$a)a" atere $an a22u. Pa$a kenataanna, atere $an

a22u a$a)a" kapasitor ang sangat aik, karena memi)iki kapasitansi ang

esar $an arus o2or ,leakage current-ang sangat ke2i).

["ttp:EE$uniae)ektronika.)ogspot.2omE00#E09Ekapasitor."tm)]


11/23

5/ Pr,7ed)r Per+,-aan

Da)am per2oaan ini kita akan mengukur "arga kapasitansi ang

$i$asarkan pa$a sistem time konstan aik ang panang maupun ang pen$ek,

penggamaran "asi) os2i))os2ope $an ge)omang persegi.

ntuk )ei" memu$a"kan per"itungan, per"atikan gamar ;1 $an ;

mengenai rangkaian proses pengisian $an pe)epasan ang eran$ing

)angsung $engan time 2onstant, $imana :

* time 2onstant < ; kapasitansi % resistansi

+et)a" 5un2tion generator pa$a ge)omang persegi $engan ' peak to peak.

;atat pa$a tae) "asi) time 2onstant ang $i$apat er$asarkan inputan

ang $ierikan.

Gamar ;1

%angkaian +eri /apasitor


12/23

Gamar ;

%angkaian para))e) kapasitor

; O> % >rekuensi & peakpeak 2

'

10

+eri

Para)e)


13/23

6/ Da2a 8a79* Per+,-aan

! :!; ( : :?7;6 6 10 k 60

6 # 10 k #0

6 3,3 10 k 3

',- 13 10 k 130

./(0 %ata untuk 1 didapat dari percobaan 2ang dilakukan praktikan sendiri/

%/ Peng,*aan Da2a

a. Per"itungan time 2onstant Q er$asarkan teori

3/ Untuk C 4 5 6F

2. Untuk C 4 7 6F

3. Untuk C 4 8"8 6F ,seri-


14/23

9/ Untuk C 4 38 6F ,paralel-

. Per"itungan Q er$asarkan per2oaan

3/ Untuk C 4 5 6F

2. Untuk C 4 7 6F




15/23

2. Persentase kesa)a"an re)ati5

3/ Untuk C 4 5 6F

2. Untuk C 4 7 6F




16/23

'/ Ana*97a 8a79* Per+,-aan

/egiatan per2oaan ka)i ini a$a)a" meman$ingkan ni)ai time 2onstant

$ari teori $engan penguian se2ara )angsung pa$a eerapa rangkaian kapasitor

menggunakan so5tare 7i8eire. Da)am per2oaan ini, praktikan meng"itung

time 2onstant $ari 4 kapasitansi $engan mengominasikan ua" kapasitor

$engan esar masingmasing 6 => $an # =>, se"ingga a$a 4 per2oaan $engan

masingmasing kapasitansi 6 =>, # =>, 3,3 => 6 R # $iseri $an 13 => 6 R #

$ipara)e).

Me)a)ui per2oaan ini, praktikan $apat memuktikan a"a pa$arangkaian kapasitor ang $isusun seri, ni)ai kapasitansi tota)na akan )ei" ke2i)

$ari ni)ai kapasitansi pa$a kapasitor terke2i). +e$angkan pa$a rangkaian para)e),

ni)ai kapasitansi tota)na a$a)a" um)a" $ari ni)ai kapasitansi $ua kapasitor atau

)ei".

/esa)a"an re)ati5 ang $i$apat memi)iki ni)ai ang ratarata a$a)a" 0.

Penggunaan peaktu 63 untuk time 2onstant isa $ikatakan sama persis $engan

ang $i$apat me)a)ui per"itungan manua) menggunakan rumus . Dengan

keteratasan pema2aan gra5ik, $e8iasi pa$a rangkaian ang $iseri seesar 0,93

ti$ak ter)a)u mempengaru"i ketepatan per"itungan time 2onstant ini.

Meskipun $emikian, konstanta 63 memi)iki sarat k"usus $a)am

penggunaanna. @ika kita menerapkanna pa$a rangkaian ang sesunggu"na

ukan simu)asi seperti pa$a per2oaan ini maka ukan ti$ak mungkin kita akan

men$apatkan "asi) ang ti$ak sama. >aktor5aktor penea keti$aksamaan

terseut antara )ain a$ana to)eransi pa$a kapasitor, % R 7 parasit pa$a kapasitor,

rugirugi peng"antar, ketepatan a)at ukur maupun $a)am pema2aanna serta

5aktor5aktor )ainna.


17/23

@/ Ke79?)*an

1. /apasitor $apat menimpan muatan )istrik $engan memerikan a)iran

arus pa$a ke$ua e)ektro$ana.

. Dengan mengominasikan $ua atau )ei" kapasitor se2ara seri atau

para)e), kita isa men$apatkan esar kapasitansi ang $iinginkan.

3. Pa$a rangkaian seri, kapasitansi tota)na akan se)a)u )ei" ke2i) $aripa$a

ni)ai kapasitansi ang tertera pa$a kapasitor terke2i)

4. Pa$a rangkaian para)e) kapasitor atau )ei", kapasitansi tota)na

merupakan um)a" kese)uru"an $ari ni)ai kapasitansi masingmasing kapasitor.5. (aktu ang $iutu"kan untuk proses pengisian $an pe)epasan muatan

pa$a kapasitor $iseut time constant" $an $itu)is $engan )amang Q.

6. Ni)ai untuk Q $apat $i2ari se2ara matematis $engan menggunakan rumus:

#. Penggunaan konstanta 63 mensaratkan suatu kon$isi ang i$ea)

$imana 5aktor5aktor penea kesa)a"an ti$ak a$a atau minima).


18/23

10/ T)ga7 dan aa-an Per+,-aan

1. @e)askan proses pengisian $an pe)epasan muatan pa$a kapasitorS

+truktur seua" kapasitor teruat $ari $ua ua" p)at meta) ang

$ipisa"kan o)e" suatu a"an $ie)ektrik. @ika ke$ua uung p)at meta) $ieri

tegangan )istrik pa$a pengisian seua" kapasitor, maka muatanmuatan

positi5 akan mengumpu) pa$a sa)a" satu kaki e)ektro$a meta)na $an pa$a

saat ang sama, muatanmuatan negati5 terkumpu) pa$a uung meta) ang satu

)agi. Muatan positi5 ti$ak $apat menga)ir menuu uung kutu negati5 $an

sea)ikna muatan negati5 ti$ak isa menuu ke uung kutu positi5, karenaterpisa" o)e" a"an $ie)ektrik ang nonkon$ukti5. Muatan e)ektrik ini

tersimpanB se)ama ti$ak a$a kon$uksi pa$a uunguung kakina, se"ingga

$ikatakan a"a te)a" tera$i pengisian muatan pa$a kapasitor.

Proses pe)epasan muatan pa$a intina merupakan kea$aan $imana

kapasitor menga)irkan arus )istrik ang $isimpan pa$a ke$ua e)ektro$ana ke

rangkaian )uar ang tertutup. Da)am "a) ini, muatan ang terkumpu) menga)ir

me)a)ui kaat peng"antar sampai ti$ak a$a )agi e$a potensia) $an karenana

ti$ak a$a )agi arus ang menga)ir antara ke$ua kutu e)ektro$a kapasitor.

. *urunkan rumus $ari 63 pa$a saat pengisian kapasitorS


19/23

11/ La?9ran Ga?-ar Gra9C

3/ Untuk C 4 5 6F

Gamar 1. %angkaian untuk ; < 6 =>

Gamar . Gra5ik untuk ; < 6 =>


20/23

/ Untuk C 4 7 6F

Gamar 3. %angkaian untuk ; < #=>

Gamar 4. Gra5ik untuk ; < # =>


21/23

8/ Untuk C 4 8"8 6F ,seri-

Gamar '. %angkaian untuk ; < 3,3 => seri

Gamar 6. Gra5ik untuk ; < 3,3 => seri


22/23


Gamar #. %angkaian untuk ; < 13 => para)e)

Gamar -. Gra5ik untuk ; < 13 => para)e)


23/23

Da2ar P)72aCa

Duniae)ektronika. 16 Desemer 00#. Jenis*+enis Kapasitor/ "ttp:EE$uniae)ek

tronika.)ogspot.2omE00#E09Ekapasitor."tm)

>oster, ?o. 000. Terpadu Fisika SMU Jilid !/@akarta: !r)angga.

*im 7aoratorium Dasar !)ektronika $an %angkaian 7istrik. 00#.Modul )rakti*

kum &angkaian :istrik. Pa)emang: ni8ersitas +riiaa.

Lusu5, >a$)i. 16 Desemer 00#. Kapasitor/ "ttp:EE.m5isika.netEma

teriE>a$)iKLusu5KkapasitorENe0>o)$erEin$e."tmT"anggis2"an, Tu"a) M.+2. !!. 004. )rinsip %asar 'lektroteknik. @akarta:

Grame$ia Pustaka tama.

22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)

Documents