LAPORAN PRAKTIKUM-2
LISTRIK MAGNET
PENGUKURAN KAPASITOR PELAT SEJAJAR DAN PERMITTIVITAS RELATIF
Nama : Muhammad Rizani Rusli (1310131024)
NRP : 1310131024
Tanggal : 12 Maret 2014
Dosen Pengajar : M. Machmud Rifadil, S.ST. MT
Asisten : Hariono, A.Md
PROGRAM STUDI D4 TEKNIK ELEKTRO INDUSTRI
POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA
2013
PERCOBAAN 1
EFEK PANAS DARI ARUS LISTRIK
TUJUAN
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk memeriksa hubungan antara nilai kapasitansi dari kapasitor pelat sejajar dengan variasi isi ruangan diantara kedua pelat. Dengan mengosongkan ruangan diantara kedua pelat (ruang diantara kedua pelat berisi udara) sebagai acuan, dapat ditentukan nilai permittivitas relative dari bahan dielektrik pengisi ruangan diantara kedua pelat.
DASAR TEORI
Kapasitor pelat sejajar mempunyai dua buah pelat konduktor dengan luas A (m2), yang dipisahkan sejauh d (m). apabila ruangan diantara kedua pelat tersebut adalah bahan dielektrik dengan permittivitas relative, εr. Maka nilai kapasitansi dari kapasitor tersebut adalah :
C = 8.86 x 10-6 ( εr x Ad ) (µF)
Apabila luas permukaan pelat konduktor yang berhadapan (A) bertambah besar, maka nilai kapasitansinya juga akan bertambah besar, karena nilai kapasitansi berbanding lurus dengan luas permukaan pelat konduktor.
Gambar Kapasitansi sebagai fungsi luas pelat yang berhadapan
Sebaliknya, jika jarak antar pelat konduktor bertambah besar, maka nilai kapasitansinya akan mengecil, karena nilai kapasitansi berbanding terbalik dengan luas permukaan pelat konduktor.
Gambar Kapasitansi sebagai fungsi jarak antar pelat
Udara mempunyai nilai permittivitas relative εr = 1.0006, sedangkan nilai permittivitas relative εr dari beberapa bahan dielektrik diperlihatkan pada tabel.
Bahan Dielektrik
Permittivitas Relative (εr)
Bahan Dielektrik
Permittivitas Relative (εr)
Mika
6-8
Udara
1.0006
Karet Alam
2,7-4
Oksigen
1.0005
Ebonit
2,7-2,9
Keramik
5-7
Kertas
2-2,5
Gelas/Kaca
3.5-9
Parafin
1,9-2,4
Polyethylene
2.2-2.4
Air
80
Polystyrene
2.5-2.7
Amonia
21-23
Vinyl Chlorida
2.3-3.1
ALAT DAN BAHAN
Capacity Meter (PPC-3/CM7) 1 unit
Pelat Alumunium 1 buah
Pelat Kaca 1 buah
Pelat Vinyl Chlorida 1 buah
Kabel Penghubung 2 buah
RANGKAIAN PERCOBAAN
LANGKAH PERCOBAAN
Kapasitansi Sebagai Fungsi Luas Pelat yang Berhadapan
Susun kapasitor pelat sejajar dengan jarak 2mm serta kosongkan ruang diantara 2 pelat tersebut.
Secara berangsur, tariklah pelat setiap 5cm kemudian ukur kapasitansinya serta catat pada tabel.
Isi ruang diantara kedua pelat dengan kaca dengan tebal 2mm, kemudian ulangi langkah ke-2.
Ulangi langkah ke-3 dengan mengganti pelat kaca 2mm dengan pelat vinyl chloride dan kemudian ulangi langkah ke-2
Kapasitansi Sebagai Fungsi Jarak Antar Pelat
Susun kapasitor pelat sejajar dengan jarak d = 1mm dan kosongkan ruang diantara kedua pelat kemudian ukur nilai kapasitansinya serta catat pada tabel.
Ulangi langkah ke-1 dengan mengubah jarak d=2mm
Ulangi langkah ke-1 dengan mengubah jarak d=3mm
Ulangi langkah ke-1 dengan mengubah jarak d=4mm
Pengukuran Permittivitas relative (εr) bahan dielektrik
Susun kapasitor pelat sejajar dengan jarak d = 2mm dan kosongkan ruang diantara kedua pelat kemudian ukur nilai kapasitansinya serta catat pada tabel.
Isi ruang diantara kedua pelat dengan kaca dengan tebal 2mm kemudian ukur nilai kapasitansinya serta catat pada tabel.
Ulangi langkah ke-2 dengan mengubah pelat kaca dengan plat vinyl chloride.
HASIL PERCOBAAN
Kapasitansi Sebagai Fungsi Luas Pelat yang Berhadapan
Bahan Dielektrik
Luas Permukaan Pelat (cm)
Hasil Perhitungan Kapasitansi
(x10-4 µF)
Hasil Pengukuran Kapasitansi
(x10-4 µF)
Udara
30 x 30
3.98
6
30 x 25
3.32
4.2
30 x 20
2.659
3.8
30 x 15
1.994
3.4
30 x 10
1.32
2.4
30 x 5
0.6648
0.17
Kaca
30 x 30
13.95
16
30 x 25
11.62
6
30 x 20
9.3
7
30 x 15
6.97
5
30 x 10
4.651
4
30 x 5
2.325
2
Vinyl Chlorida
30 x 30
9.170
9.4
30 x 25
7.641
8.2
30 x 20
6.113
6.6
30 x 15
4.585
5.1
30 x 10
3.056
3.6
30 x 5
1.528
1.8
Kapasitansi Sebagai Fungsi Jarak Antar Pelat
Jarak Antar Pelat (mm)
Hasil Perhitungan Kapasitansi
(x10-4 µF)
Hasil Pengukuran Kapasitansi
(x10-4 µF)
1
7.978
12
2
3.9893
5.6
3
2.6595
3.5
4
1.9946
2.6
Pengukuran Permittivitas relative (εr) bahan dielektrik
Bahan Dielektrik
Hasil Perhitungan Kapasitansi
(x10-4 µF)
Permittivitas relative (εr)
Udara
5.6
1
Kaca
11
1.964
Vinyl Chlorida
7.4
1.3214
Dari data di atas, dapat di peroleh :
εr = C kacaC udara
= 11 x 10-456 x 10-5 = 1.964
εr = C viniylC udara
= 74 x 10-556 x 10-5 = 1.3214
% error perbandingan antara Permittivitas relative (εr) kaca & viniyl secara teori dengan praktek :
εr kaca
= " 3.5-1.9643.5 "x 100%
= 43.8%
εr viniyl
= " 2.3-1.32142.3 "x 100%
= 42.6%
ANALISA DATA
Analisa Percobaan Kapasitansi Sebagai Fungsi Luas Pelat yang Berhadapan
Pada percobaan kali ini praktikan menggunakan variasi pada luas 2 buah pelat dengan perubahan berangsur-angsur setiap 5 cm. Pada data percobaan terlihat bahwa semakin besar jarak antara 2 buah pelat maka nilai kapasitansi yang terbaca pada kapasitansi meter akan semakin besar. Pada grafik hubungan antara luas pelat dengan kapasitansi terlihat bahwa bila luasnya mengecil maka nilai kapasitansinya akan ikut mengecil. Terlihat juga bahwa dari ketiga bahan dielektrik yang digunakan, nilai kapasitansi terbesar akan diperoleh jika menggunakan bahan dielektrik kaca. Hal ini dikarenakan kaca memiliki nilai permittivitas relative tertinggi dibandingkan dua bahan dielektrik lainnya, yaitu udara dan viniyl chloride.
Analisa Percobaan Kapasitansi Sebagai Fungsi Jarak Antar Pelat
Pada percobaan kali ini praktikan menggunakan variasi pada jarak dari 2 buah pelat tersebut. Pada data percobaan terlihat bahwa semakin besar jarak antara 2 buah pelat maka nilai kapasitansi yang terbaca pada kapasitansi meter akan semakin kecil.
Analisa Percobaan Pengukuran Permittivitas relative (εr) bahan dielektrik
Pada percobaan kali ini bertujuan untuk menentukan nilai permittivitas relative dari bahan dielektrik kaca dan viniyl. Terlihat pada table, nilai permittivitas tertinggi yaitu ketika menggunakan bahan dielektrik kaca. Hal ini membuktikan bahwa nilai kapasitansi keeping sejajar bergantung pada bahan dielektrik yang digunakan.
KESIMPULAN
Pada kapasitor pelat sejajar, nilai kapasitasnya tergantung pada luas dan jarak antara plat serta jenis / macam zat yang berada diantara dua plat tersebut.
Nilai kapasitansi terbesar akan diperoleh jika menggunakan bahan dielektrik kaca. Hal ini dikarenakan kaca memiliki nilai permittivitas relative tertinggi dibandingkan dua bahan dielektrik lainnya, yaitu udara dan viniyl chloride.
LAMPIRAN-LAMPIRAN
