22431001 laporan praktikum iii kapasitansi seri dan paralel(1)

Upload: chrisselda-marito-dayana

Post on 10-Feb-2018

243 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 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'

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

    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

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

    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 =

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

    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

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

    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:

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

    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).

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

    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 =

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

    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 <

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

    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)]

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

    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

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

    12/23

    Gamar ;

    %angkaian para))e) kapasitor

    ; O> % >rekuensi & peakpeak 2

    '

    10

    +eri

    Para)e)

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

    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-

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

    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

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

    9/ Untuk C 4 38 6F ,paralel-

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

    15/23

    2. Persentase kesa)a"an re)ati5

    3/ Untuk C 4 5 6F

    2. Untuk C 4 7 6F

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

    9/ Untuk C 4 38 6F ,paralel-

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

    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.

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

    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).

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

    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

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

    19/23

    11/ La?9ran Ga?-ar Gra9C

    3/ Untuk C 4 5 6F

    Gamar 1. %angkaian untuk ; < 6 =>

    Gamar . Gra5ik untuk ; < 6 =>

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

    20/23

    / Untuk C 4 7 6F

    Gamar 3. %angkaian untuk ; < #=>

    Gamar 4. Gra5ik untuk ; < # =>

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

    21/23

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

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

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

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

    22/23

    9/ Untuk C 4 38 6F ,paralel-

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

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

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

    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.