ARUS TRANSIEN

ARUS TRANSIEN

Muh. Zulkifli

Agustina Lolo, Masitah Osman, Nuur Annisa

Fisika 2013

Abstrak. Arus transien merupakan arus yang bersifat sementara. Karena arus ini mengecil terhadap

waktu, sehingga arus transien hanya timbul sesaat atau bukan konstan. Pada saat pengisian, kapasitor

akan menyimpan tegangan hingga besar tegangannya setara dengan besar sumber tegangan.

Sedangkan pada saat pengosongan, kapasitor bertindak sebagai sumber tegangan sementara. Kuat arus

yang dikeluarkan akan diubah oleh resistor menjadi panas hingga muatan pada kapasitor habis.

Adapun tujuan dari percobaan yaitu memplot kurva arus dan tegangan terhadap waktu pengisian dan

pengosongan muatan pada kapasitor; menginterpretasi grafik pengisian dan pengosongan muatan

kapasitor; dan menentukan tetapan waktu kapasitif dan kapasitansi kapasitor berdasarkan kurva arus

dan tegangan terhadap waktu. Pada percobaan kita mencatat besar tegangan dan arus pada saat

pengisian dan pengosongan kapasitor tiap selang waktu 10 detik. Berdasarkan pada kurva arus dan

tegangan terhadap waktu diperoleh tetapan waktu kapasitif yang berbeda-beda, yaitu: 197,62 sekon ;

181,15 sekon ; 217,39 sekon ; 173,91 sekon.

Kata kunci: Arus Transien, tetapan waktu kapasitif.

1. Metode Dasar

Dalam setiap kajian rangkaian RC,

fenomena transien dalam proses

pengisian dan pengosongan muatan

kapasitor menjadi topik utama.

Gambar 1.1 menunjukkan skema

dasar pengisian dan pengosongan

muatan kapasitor dari sebuah rangkaian

RC.

Jika kapasitor pada Gambar 2.1 di

atas awalnya diasumsikan tidak

bermuatan dan saklar dihubungkan ke

posisi S1 pada saat t = 0, maka

perbedaan potensial V akan timbul di

ujung-ujung kapasitor C yang

meningkat sebagai fungsi waktu

menurut :

1 t RC

fV V e (1.1)

dan arus dalam rangkaian akan menurun

secara eksponensial menurut :

t RC

fI V R e (1.2)

di mana Vf adalah potensial konstan

sumber. Jika setelah waktu yang cukup

untuk V mencapai Vf, waktu direset ke

t = 0 dan saklar dihubungkan ke posisi

S2, maka potensial di ujung-ujung

Gambar 1.1. Skema Pengisian dan

Pengosongan Muatan Kapasitor.

kapasitor akan menurun terhadap waktu

menurut :

t RC

fV V e (1.3)

Dalam kasus ini, potensial kapasitor

menurun secara eksponensial seperti

halnya dengan arus dalam rangkaian.

Catatan bahwa pada saat t = RC, untuk

kedua proses peningkatan dan

penurunan secara eksponensial,

tegangan akan berubah sebesar 63%

dari tegangan maksimum (1/e = 0,37).

Pada waktu tersebut, RC, disebut

sebagai konstanta waktu kapasitif yang

disimbolkan dengan .

(Tim Elektronika Dasar, 2013)

1. Identifikasi Variabel

a. Variabel manipulasi : Waktu (t, s)

b. Variabel respon : Kuat arus (I, A)

dan Tegangan (V, volt)

c. Variabel kontrol : Resistor (R, Ω)

dan Kapasitor (C, µF)

2. Definisi Operasional Variabel

a. Waktu adalah besaran fisika yang

menujukkan lamanya suatu peristiwa

berlangsung dihitung menggunakan

stopwatch.

b. Arus adalah banyaknya muatan

listrik yang di sebabakan oleh

pergerakan elektron - elektron

mengalir melalui suatu titik dalam

sirkuit tiap satuan waktu dihitung

menggunakan ammeter.

c. Tegangan adalah energi yang di

butuhkan untuk memindahkan satu

muatan listrik sebesar 1 coulomb

dari sebuah kutub ke kutub yang

lainnya yang bebrbeda potensial,

dengan kata lain perbedaan beda

potensial listrik antara dua titik

dalam rangkaian listrik dihitung

menggunakan voltmeter.

d. Resistor merupakan hambatan yang

mengubah muatan menjadi panas.

e. Kapasitansi adalah penyimpan

muatan listrik.

3. Alat dan Bahan

a. Komutator (double Trew Switch), 1

buah

b. Elco (Kapasitor Elektrolit), 1 buah

c. Resistor, 1 buah

d. Stopwatch atau Scaler Counter, 1

buah

e. Power Supply 0 – 12 Vdc, 1 buah

f. Voltmeter 0 – 50 Vdc, 1 buah

g. Amperemeter 0 – 1 Adc, 1 buah

h. Kabel Penghubung.

4. Prinsip Kerja

a. Memperhatikan power supply.

Memilih keluaran DC yang variabel

atau tegangan dapat diubah dengan

bebas.

b. Memperhatikan voltmeter dan

ammeter yang akan digunakan,

mengatur agar dapat mengukur

tegangan hingga 12 volt.

Memperhatikan pula polaritas

voltmeter dan ammeter jangan

sampai terbalik. Mencatat hambatan

dalamnya (jika ada).

c. Menyusun alat seperti pada gambar

berikut tetapi tanpa kapasitor.

Menutup saklar dan mengatur

tegangan masukan hingga voltmeter

menunjukkan 12 volt. Membuka

kembali saklar setelah mengatur

tegangan masukannya.

d. Mengosongkan muatan kapasitor

dengan cara menghubung singkat

kedua kaki kapasitor selama

beberapa detik.

e. Memasang kapasitor pada tempatnya

sesuai dengan polaritasnya.

f. Menutup saklar K (komutator) ke

posisi A serentak dengan menekan

tombol stopwatch dan mencatat

tegangan dan arus yang terbaca tepat

pada saat t = 0, melanjutkan

pengukuran untuk setiap selang

waktu 10 detik.

g. mengarahkan komutator ke posisi B

untuk melakukan proses

pengosongan kapasitor dan mencatat

tegangan dan arus yang terbaca

setiap rentang waktu 10 detik.

5. Data/Analisis Data

a. Tabel Pengamatan

R = 56 kΩ

C = 4700 µF

Vs = 12 volt

Kegiatan 1

Tabel 1.1 : Pengisian Muatan Kapasitor

Pengisian Muatan Kapasitor

No. t (s) Vc

(Volt)

I

(mA) Log I

1 0 0,00 0,21 -0.67778071

2 10 0,56 0,19 -0.7212464

3 20 1,07 0,18 -0.74472749

4 30 1,57 0,17 -0.76955108

5 40 2,06 0,16 -0.79588002

6 50 2,53 0,15 -0.82390874

7 60 2,96 0,15 -0.82390874

8 70 3,36 0,14 -0.85387196

9 80 3,74 0,13 -0.88605665

10 90 4,15 0,13 -0.88605665

11 100 4,48 0,12 -0.92081875

12 110 4,73 0,11 -0.95860731

13 120 4,89 0,11 -0.95860731

14 130 5,03 0,10 -1

15 140 5,26 0,10 -1

16 150 5,50 0,09 -1.04575749

17 160 5,72 0,09 -1.04575749

18 170 6,40 0,09 -1.04575749

19 180 6,45 0,08 -1.09691001

20 190 6,66 0,08 -1.09691001

21 200 6,86 0,07 -1.15490196

22 210 7,16 0,07 -1.15490196

23 220 7,30 0,07 -1.15490196

24 230 7,55 0,06 -1.22184875

25 240 7,74 0,06 -1.22184875

26 250 7,79 0,06 -1.22184875

27 260 7,95 0,05 -1.30103

28 270 8,08 0,05 -1.30103

29 280 8,31 0,05 -1.30103

V

+

_

A

B

K R

1

0

C


No. t (s) Vc

(Volt)

I

(mA) Log I

30 290 8,49 0,05 -1.30103

31 300 8,69 0,04 -1.39794001

32 310 8,97 0,04 -1.39794001

33 320 9,12 0,04 -1.39794001

34 330 9,21 0,04 -1.39794001

35 340 9,31 0,04 -1.39794001

36 350 9,43 0,03 -1.52287875

37 360 9,55 0,03 -1.52287875

38 370 9,64 0,03 -1.52287875

39 380 9,72 0,03 -1.52287875

40 390 9,78 0,03 -1.52287875

41 400 9,86 0,03 -1.52287875

42 410 9,90 0,02 -1.69897

43 420 10,02 0,02 -1.69897

44 430 10,07 0,02 -1.69897

45 440 10,17 0,02 -1.69897

46 450 10,20 0,02 -1.69897

47 460 10,31 0,02 -1.69897

48 470 10,37 0,02 -1.69897

49 480 10,43 0,02 -1.69897

50 490 10,48 0,02 -1.69897

51 500 10,53 0,02 -1.69897

52 510 10,59 0,01 -2

53 520 10,63 0,01 -2

54 530 10,68 0,01 -2

55 540 10,72 0,01 -2

56 550 10,76 0,01 -2

57 560 10,80 0,01 -2

58 570 10,84 0,01 -2

59 580 10,88 0,01 -2

60 590 10,91 0,01 -2

61 600 10,94 0,01 -2

62 610 10,98 0,01 -2

63 620 11,01 0,01 -2

64 630 11,06 0,01 -2

65 640 11,09 0,01 -2

66 650 11,12 0,01 -2

67 660 11,14 0,01 -2

68 670 11,17 0,00

Tabel 1.2 : Pengosongan Muatan Kapasitor

Pengosongan Muatan Kapasitor

No. t (s) Vc

(Volt)

I

(mA)

Log I

1 0 11,14 0,20 -0.69897

2 10 10,60 0,19 -0.72125

3 20 10,10 0,18 -0.74473

4 30 9,60 0,17 -0.76955

5 40 9,15 0,16 -0.79588

6 50 8,71 0,15 -0.82391

7 60 8,30 0,14 -0.85387

8 70 7,90 0,14 -0.85387

9 80 7,55 0,13 -0.88606

10 90 7,19 0,12 -0.92082

11 100 6,84 0,12 -0.92082

12 110 6,54 0,11 -0.95861

13 120 6,20 0,11 -0.95861

14 130 5,94 0,10 -1

15 140 5,55 0,10 -1

16 150 5,37 0,09 -1.04576

17 160 5,13 0,09 -1.04576

18 170 4,90 0,08 -1.09691

19 180 4,63 0,07 -1.1549

20 190 4,45 0,07 -1.1549

21 200 4,25 0,07 -1.1549

22 210 4,04 0,07 -1.1549

23 220 3,86 0,06 -1.22185

24 230 3,65 0,06 -1.22185

25 240 3,51 0,06 -1.22185

26 250 3,35 0,05 -1.30103

27 260 3,18 0,05 -1.30103

28 270 3,04 0,05 -1.30103

29 280 2,90 0,04 -1.39794

30 290 2,76 0,04 -1.39794

31 300 2,63 0,04 -1.39794

32 310 2,51 0,04 -1.39794

33 320 2,39 0,04 -1.39794

34 330 2,29 0,03 -1.52288

35 340 2,19 0,03 -1.52288

36 350 2,08 0,03 -1.52288

37 360 1,99 0,03 -1.52288

38 370 1,53 0,03 -1.52288

39 380 1,44 0,03 -1.52288

40 390 1,37 0,02 -1.69897

41 400 1,31 0,02 -1.69897


No. t (s) Vc

(Volt)

I

(mA)

Log I

42 410 1,28 0,02 -1.69897

43 420 1,23 0,02 -1.69897

44 430 1,43 0,02 -1.69897

45 440 1,37 0,02 -1.69897

46 450 1,31 0,02 -1.69897

47 460 1,24 0,01 -2

48 470 1,15 0,01 -2

49 480 1,13 0,01 -2

50 490 1,09 0,01 -2

51 500 1,04 0,01 -2

52 510 0,99 0,01 -2

53 520 0,94 0,01 -2

54 530 0,90 0,01 -2

55 540 0,86 0,01 -2

56 550 0,82 0,01 -2

57 560 0,79 0,01 -2

58 570 0,75 0,01 -2

59 580 0,72 0,01 -2

60 590 0,69 0,01 -2

61 600 0,66 0,01 -2

62 610 0,63 0,00

63 620 0,60

64 630 0,58

65 640 0,54

66 650 0,52

67 660 0,50

68 670 0,48

69 680 0,46

70 690 0,44

71 700 0,42

72 710 0,40

73 720 0,38

74 730 0,37

75 740 0,35

76 750 0,34

77 760 0,33

78 770 0,31

79 780 0,30

80 790 0,29

81 800 0,27

82 810 0,26

83 820 0,25


No. t (s) Vc

(Volt)

I

(mA)

Log I

84 830 0,24

85 840 0,23

86 850 0,22

87 860 0,21

88 870 0,20

89 880 0,19

90 890 0,18

91 900 0,17

92 910 0,16

93 920 0,15

94 930 0,14

95 940 0,13

96 950 0,12

97 960 0,12

98 970 0,12

99 980 0,11

100 990 0,11

101 1000 0,11

102 1100 0,10

103 1110 0,10

104 1120 0,09

105 1130 0,09

106 1140 0,09

107 1150 0,09

108 1160 0,09

109 1170 0,09

110 1180 0,09

111 1190 0,09

112 1200 0,09

113 1210 0,08

114 1220 0,08

115 1230 0,08

116 1240 0,07

117 1250 0,07

118 1260 0,07

119 1270 0,07

120 1280 0,06

121 1290 0,06

122 1300 0,06

123 1310 0,06

124 1320 0,05

125 1330 0,05


No. t (s) Vc

(Volt)

I

(mA)

Log I

126 1340 0,05

127 1350 0,05

128 1360 0,05

129 1370 0,05

130 1380 0,04

131 1390 0,04

132 1400 0,04

133 1410 0,04

134 1420 0,04

135 1430 0,03

136 1440 0,03

137 1450 0,03

138 1460 0,03

Kegiatan 2

Tabel 2.1 : Pengisian Muatan Kapasitor


No. t(s) Vc(volt) I(mA) Log I

1 0 0.00 0.21 -0.67778

2 10 0.56 0.20 -0.69897

3 20 1.05 0.19 -0.72125

4 30 1.53 0.18 -0.74473

5 40 2.02 0.17 -0.76955

6 50 2.50 0.16 -0.79588

7 60 2.93 0.15 -0.82391

8 70 3.35 0.15 -0.82391

9 80 3.37 0.14 -0.85387

10 90 4.10 0.13 -0.88606

11 100 4.45 0.12 -0.92082

12 110 4.78 0.12 -0.92082

13 120 5.10 0.11 -0.95861

14 130 5.40 0.11 -0.95861

15 140 5.69 0.10 -1

16 150 5.97 0.10 -1

17 160 6.22 0.09 -1.04576

18 170 6.48 0.09 -1.04576

19 180 6.71 0.09 -1.04576

20 190 6.94 0.08 -1.09691

21 200 7.15 0.07 -1.1549



22 210 7.37 0.07 -1.1549

23 220 7.56 0.07 -1.1549

24 230 7.75 0.07 -1.1549

25 240 7.91 0.06 -1.22185

26 250 8.09 0.06 -1.22185

27 260 8.25 0.06 -1.22185

28 270 8.40 0.05 -1.30103

29 280 8.55 0.05 -1.30103

30 290 8.68 0.05 -1.30103

31 300 8.82 0.05 -1.30103

32 310 8.94 0.04 -1.39794

33 320 9.06 0.04 -1.39794

34 330 9.18 0.04 -1.39794

35 340 9.29 0.04 -1.39794

36 350 9.39 0.04 -1.39794

37 360 9.49 0.03 -1.52288

38 370 9.58 0.03 -1.52288

39 380 9.67 0.03 -1.52288

40 390 9.76 0.03 -1.52288

41 400 9.83 0.03 -1.52288

42 410 9.91 0.03 -1.52288

43 420 9.99 0.03 -1.52288

44 430 10.06 0.03 -1.52288

45 440 10.12 0.02 -1.69897

46 450 10.19 0.02 -1.69897

47 460 10.26 0.02 -1.69897

48 470 .10.31 0.02 -1.69897

49 480 10.37 0.02 -1.69897

50 490 10.42 0.02 -1.69897

51 500 10.48 0.02 -1.69897

52 510 10.53 0.02 -1.69897

53 520 10.57 0.02 -1.69897

54 530 10.60 0.01 -2

55 540 10.62 0.01 -2

56 550 10.66 0.01 -2

57 560 10.69 0.01 -2

58 570 10.72 0.01 -2

59 580 10.76 0.01 -2

60 590 10.79 0.01 -2

61 600 10.82 0.01 -2

62 610 10.85 0.01 -2

63 620 10.88 0.01 -2



64 630 10.90 0.01 -2

65 640 10.93 0.01 -2

66 650 10.95 0.01 -2

67 660 10.98 0.01 -2

68 670 11.00 0.01 -2

69 680 11.03 0.01 -2

70 690 11.06 0.01 -2

71 700 11.08 0.01 -2

72 710 11.11 0.01 -2

73 720 11.13 0.01 -2

74 730 11.15 0.01 -2

75 740 11.17 0.01 -2

76 750 11.20 0.01 -2

77 760 11.22 0.01 -2

78 770 11.24 0.00

Tabel 2.2 : Pengosongan Muatan Kapasitor



1 0 11.21 0.19 -0.72125

2 10 10.71 0.19 -0.72125

3 20 10.19 0.18 -0.74473

4 30 9.65 0.17 -0.76955

5 40 9.23 0.16 -0.79588

6 50 8.79 0.15 -0.82391

7 60 8.32 0.15 -0.82391

8 70 7.98 0.14 -0.85387

9 80 7.61 0.13 -0.88606

10 90 7.22 0.12 -0.92082

11 100 6.90 0.12 -0.92082

12 110 6.60 0.11 -0.95861

13 120 6.29 0.10 -1

14 130 5.98 0.10 -1

15 140 5.70 0.09 -1.04576

16 150 5.42 0.09 -1.04576

17 160 5.16 0.08 -1.09691

18 170 4.94 0.08 -1.09691

19 180 4.70 0.07 -1.1549

20 190 4.47 0.07 -1.1549

21 200 4.27 0.07 -1.1549

22 210 4.09 0.06 -1.22185



23 220 3.87 0.06 -1.22185

24 230 3.70 0.06 -1.22185

25 240 3.53 0.05 -1.30103

26 250 3.37 0.05 -1.30103

27 260 3.22 0.05 -1.30103

28 270 3.07 0.05 -1.30103

29 280 2.92 0.04 -1.39794

30 290 2.78 0.04 -1.39794

31 300 2.66 0.04 -1.39794

32 310 2.54 0.04 -1.39794

33 320 2.42 0.03 -1.52288

34 330 2.31 0.03 -1.52288

35 340 2.20 0.03 -1.52288

36 350 2.10 0.03 -1.52288

37 360 2.00 0.03 -1.52288

38 370 1.91 0.03 -1.52288

39 380 1.82 0.02 -1.69897

40 390 1.74 0.02 -1.69897

41 400 1.66 0.02 -1.69897

42 410 1.58 0.02 -1.69897

43 420 1.51 0.02 -1.69897

44 430 1.44 0.02 -1.69897

45 440 1.38 0.01 -2

46 450 1.31 0.01 -2

47 460 1.25 0.01 -2

48 470 1.20 0.01 -2

49 480 1.14 0.01 -2

50 490 1.09 0.01 -2

51 500 1.04 0.01 -2

52 510 1.00 0.01 -2

53 520 0.95 0.01 -2

54 530 0.91 0.01 -2

55 540 0.87 0.01 -2

56 550 0.83 0.01 -2

57 560 0.79 0.01 -2

58 570 0.76 0.01 -2

59 580 0.72 0.01 -2

60 590 0.69 0.01 -2

61 600 0.66 0.00

62 610 0.63 0.00

63 620 0.60 0.00

64 630 0.58 0.00



65 640 0.55 0.00

66 650 0.53 0.00

67 660 0.50 0.00

68 670 0.48 0.00

69 680 0.46 0.00

70 690 0.44 0.00

71 700 0.42 0.00

72 710 0.40 0.00

73 720 0.39 0.00

74 730 0.37 0.00

75 740 0.35 0.00

76 750 0.34 0.00

77 760 0.33 0.00

78 770 0.31 0.00

79 780 0.30 0.00

80 790 0.29 0.00

81 800 0.27 0.00

82 810 0.26 0.00

83 820 0.25 0.00

84 830 0.24 0.00

85 840 0.23 0.00

86 850 0.22 0.00

87 860 0.21 0.00

88 870 0.20 0.00

89 880 0.19 0.00

90 890 0.19 0.00

91 900 0.18 0.00

92 910 0.17 0.00

93 920 0.16 0.00

94 930 0.16 0.00

95 940 0.15 0.00

96 950 0.15 0.00

97 960 0.14 0.00

98 970 0.13 0.00

99 980 0.13 0.00

100 990 0.12 0.00

101 1000 0.12 0.00

102 1010 0.12 0.00

103 1020 0.12 0.00

104 1030 0.11 0.00

105 1040 0.11 0.00

106 1050 0.11 0.00



107 1060 0.10 0.00

108 1070 0.10 0.00

109 1080 0.09 0.00

110 1090 0.09 0.00

111 1100 0.09 0.00

112 1110 0.08 0.00

113 1120 0.08 0.00

114 1130 0.08 0.00

115 1140 0.07 0.00

116 1150 0.07 0.00

117 1160 0.07 0.00

118 1170 0.07 0.00

119 1180 0.06 0.00

120 1190 0.06 0.00

121 1200 0.06 0.00

122 1210 0.06 0.00

123 1220 0.05 0.00

124 1230 0.05 0.00

125 1240 0.05 0.00

126 1250 0.05 0.00

127 1260 0.05 0.00

128 1270 0.05 0.00

129 1280 0.05 0.00

130 1290 0.04 0.00

131 1300 0.04 0.00

132 1310 0.04 0.00

133 1320 0.04 0.00

134 1330 0.04 0.00

135 1340 0.03 0.00

136 1350 0.03 0.00

137 1360 0.03 0.00

138 1370 0.03 0.00

139 1380 0.03 0.00

140 1390 0.03 0.00

141 1400 0.03 0.00

142 1410 0.03 0.00

143 1420 0.03 0.00

144 1430 0.03 0.00

145 1440 0.03 0.00

146 1450 0.03 0.00

147 1460 0.03 0.00

148 1470 0.03 0.00

b. Analisis Data

R = 56 kΩ

C = 4700.10-6

F

t = RC

= 56000 (4700.10-6

)

= 263,2 s

c. Analisis Grafik

Kegiatan 1

1. Pengisian Muatan Kapasitor

(Gambar 1.1) Grafik hubungan tegangan terhadap waktu

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

10.511

11.512

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700

V (

volt

)

t (sekon)

(230, 7.5)

(Gambar 1.2) Grafik hubugan kuat arus terhadap waktu

0.000.010.020.030.040.050.060.070.080.090.100.110.120.130.140.150.160.170.180.190.200.210.220.23

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700

I (m

A)

t (sekon)

(220, 0.07)

(Gambar 1.3) Grafik hubungan Log I terhadap waktu

y = -0.0022x - 0.7064 R² = 0.9813

-2.3-2.2-2.1

-2-1.9-1.8-1.7-1.6-1.5-1.4-1.3-1.2-1.1

-1-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.1

0

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700

Log

I

Waktu (t)

Hubungan Log I Terhadap Waktu

2. Pengosongan Muatan Kapasitor


00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

10.511

11.512

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500

V (

volt

)

t (sekon)

(200, 4.4)

(Gambar 2.2) Grafik hubungan kuat arus terhadap waktu

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

0.11

0.12

0.13

0.14

0.15

0.16

0.17

0.18

0.19

0.2

0.21

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650

I (m

A)

t (sekon)

(210, 0.07)


y = -0.0024x - 0.6883 R² = 0.9801

-2.3-2.2-2.1

-2-1.9-1.8-1.7-1.6-1.5-1.4-1.3-1.2-1.1

-1-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.1

0

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650Lo

g I

Waktu (t)


Kegiatan 2



00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

10.511

11.512

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

V (

volt

)

t (sekon)

(230, 7.5)


00.010.020.030.040.050.060.070.080.09

0.10.110.120.130.140.150.160.170.180.19

0.20.210.220.23

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

I (m

A)

t (sekon)

(230, 0.07)


y = -0.002x - 0.7355 R² = 0.9652

-2.4-2.3-2.2-2.1

-2-1.9-1.8-1.7-1.6-1.5-1.4-1.3-1.2-1.1

-1-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.1

0

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

Log

I

Waktu (t)



(Gambar 2.1) Grafik hubungan tegangan dengan waktu

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

10.511

11.512

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

V (

volt

)

t (sekon)

(200, 4.4)


0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

0.11

0.12

0.13

0.14

0.15

0.16

0.17

0.18

0.19

0.2

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650

I (m

A)

t (sekon)

(200, 0.7)


y = -0.0025x - 0.6905 R² = 0.9766

-2.3-2.2-2.1

-2-1.9-1.8-1.7-1.6-1.5-1.4-1.3-1.2-1.1

-1-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.1

0

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650

Log

I

Waktu (t)


Analisis Teori

Kegiatan 1


a. Tegangan pada saat t=RC

V(t=RC) = 0,63 Vs

= 0,63 (12)

= 7,56 volt

b. Kuat arus pada saat t=RC

I(t=RC) = 0,37 I

= 0,37

= 0,37(

)

= 0,07 mA

c. RC jika diketahui Log I

= -

RC = -

= 197,62 s

Menghitung %diff

a. Waktu berdasarkan kurva tegangan

%diff = |

|x100%

= |

|x100%

= 13%

b. Waktu berdasarkan kurva arus

%diff = |

|x100%

= |

|x100%

= 17%


%diff = |

|x100%

= |

|x100%

= 28,4%



V(t=RC) = 0,63 Vs

= 0,37 (12)

= 4,44 volt


I(t=RC) = 0,37 I

= 0,37

= 0,37(

)

= 0,07 mA


= -

RC = -

= 181,15 s

Menghitung %diff


%diff = |

|x100%

= |

|x100%

= 27%


%diff = |

|x100%

= |

|x100%

= 22%

Kegiatan 2



V(t=RC) = 0,63 Vs

= 0,63 (12)

= 7,56 volt


I(t=RC) = 0,37 I

= 0,37

= 0,37(

)

= 0,07 mA


= -

RC = -

= 217,39 s

Menghitung %diff


%diff = |

|x100%

= |

|x100%

= 13%


%diff = |

|x100%

= |

|x100%

= 13%



V(t=RC) = 0,63 Vs

= 0,37 (12)

= 4,44 volt


I(t=RC) = 0,37 I

= 0,37

= 0,37(

)

= 0,07 mA


= -

RC = -

= 173,91 s

Menghitung %diff


%diff = |

|x100%

= |

|x100%

= 27%


%diff = |

|x100%

= |

|x100%

= 27%

6. Pembahasan

Dalam percobaan ini kita akan

melakukan percobaan arus transien. Di

mana arus transien ialah arus yang

hanya timbul sesaat atau arus yang tidak

konstan. Dalam percobaan ini kita

melakukan dua kegiatan yaitu pengisian

dan pengosongan muatan kapasitor

sebanyak dua kali. Percobaan ini

menggunakan hukum kirchhoff.

Pada kegiatan pertama, kita

melakukan pengisian dan pengosongan

muatan di mana pada pengisian muatan

kapasitor lebih membutuhkan banyak

waktu karena kenaikan tegangan yang

semakin lama maka semakin lambat

karena muatan yang sudah berada

dalam kapasitor akan melawan

pertambahan muatan itu. Perlawanan ini

semakin lama semakin kuat sesuai

dengan bertambah besarnya jumlah

muatan pada kapasitor. Ada pun nilai

penunjukkan pada kapasitor yaitu t= 0-

670 s. Dan pada pengukuran tegangan

arus kita dapat melihat berapa tegangan

yang di gunakan pada t= 0-670. Adapun

tegangannya yaitu 0-11,17 volt.

Semakin lama waktu yang digunakan,

maka peningkatan tegangan semakin

lambat. Adapun arus yang di ukur pada

saat t=0 yaitu 0,21. Semakin besar

tegangan yang di gunakan maka arus

akan semakin kecil. Pada pengosongan

muatan kapasitor, waktu yang

digunakan lebih banyak di banding pada

pengisian. Hal ini karena kita

menunggu sampai besar tegangan itu

konstan. Pada pengosongan ini kita

memindahkan sklar dari kanan ke kiri.

Adapun pada kegiatan kedua

dilakukan percobaan yang sama. Pada

saat pengisian kapasitor memerlukan

waktu yang agak lama sampai arus

menunjukkan nilai 0, yaitu selama 770

sekon. Dan adapun pada penunjukan

tegangan, menunjukkan nilai 11,24 volt.

Pada saat pengosongan kapasitor

memerlukan waktu 1470 sekon hingga

muatan pada kapasitor itu konstan.

7. Kesimpulan

Arus transien merupakan arus yang

hanya timbul sesaat atau bukan konstan.

Pada pengisian muatan kapasitor,

semakin banyak waktu yang di gunakan

maka tegangan yang digunakan

semakin besar. Akan tetapi arusnya

semakin kecil. Sedangkan pada

pengosongan muatan kapasitor,

tegangan dan arus berbanding lurus

karena semakin kecil tegangan yang di

gunakan maka semakin kecil pula arus

yang di pakai.

Berdasarkan pada kurva arus dan

tegangan terhadap waktu diperoleh

tetapan waktu kapasitif yang berbeda-

beda, yaitu: 197,62 sekon ; 181,15

sekon ; 217,39 sekon ; 173,91 sekon.

8. Daftar Pustaka

Tim Elektronika Dasar. 2013. Penuntun

Praktikum Elektronika Dasar.

Makassar: Laboratorium Unit

Elektronika & Instrumentasi jurusan

Fisika FMIPA UNM.

ARUS TRANSIEN

Documents