LAPORAN RESMI PERCOBAAN II PENGUKURAN KAPASITOR PELAT SEJAJAR DAN PERMITIVITAS RELATIF
I.
TUJUAN
Tujuan percobaan ini adalah untuk memeriksa hubungan antara nilai kapasitansi dari kapsitor plat sejajar dengan variasi isi ruangan diantara kedua pelat. Dengan mengosongkan ruangan diantara kedua pelat (ruang diantara kedua plat berisi udara) sebagai acuan, dapat ditentukan nilai permitivitas relatif dari bahan dielektrik pengisi ruangan diantara kedua plat.
II.
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 permitivitas relatif,
ℰr, maka nilai kapasitansi dari
kapsitor tersebut adalah:
C = 8,86 x 10 -6
(ℰ )
Apabila luas permukaan pelat konduktor yang berhadapan bertambah besar, maka nilai kapasitansinya juga akan bertambah besar, karena nilai kapasitansi berbanding lurus dengan luas permukaan permukaan plat konduktor.
Sebaliknya jika jarak antar pelat konduktor bertambah besar, maka nilai kapasitansinya akan mengecil, karena nilai kapasitansi berbanding terbalik dengan luas permukaan plat konduktor.
Udara mempunyai nilai permitivitas relatif
ℰ
ℰr=v1,0006,
dangkan nilai
permitivitas relatif ( r) dari beberapa bahan dielektrik diperlihatkan pada tabel 2.1
Tabel 2.1. Permitivitas Relatif Beberapa Bahan Dielektrik
III.
Bahan
Permitivitas
Bahan
Permitivitas
Dielektrik
Relatif( r)
Dielektrik
Relatif( r)
Mica
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
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
ℰ
PERALATAN DAN BAHAN
1. Kapasitor plat sejajar 2. Plat alumunium dengan tebal 2mm 3. Plat hard vinyl chlorida dengan tebal 2 mm dan 1mm 4. Plat kaca dengan tebal 2 mm 5. Capacity meter
IV.
RANGKAIAN PERCOBAAN
ℰ
V.
LANGKAH KERJA
A. Kapasitansi sebagai fungsi luas plat yang berhadapan 1. Siapkan alat dan bahan yang digunakan 2. Susunlah kapasitor pelat sejajar dengan jarak antar plat 2 mm. Karena pada keadaan awal jarak antar plat adalah 4 mm, oleh karenanya sisipkan plat hard vinyl chloride dengan tebal 2 mm di bawah plat sejajar agar jarak antar plat menjadi 2 mm. 3. Kemudian ubahlah luas plat konduktor, yaitu dangan menarik plat konduktor yang dapat digerakkan selebar 5 cm, sehingga ada 6 kali pengukuran. 4. Dengan jarak antar plat yang sama, yaitu 2 mm, isilah ruang diantara kedua plat dengan kaca yang telah disiapkan dengan tebal 2 mm. 5. Kemudian ubahlah luas plat konduktor dangan cara menarik plat konduktor yang dapat digerakkan sejauh 5 cm keluar sehingga ada 6 kali pengukuran. 6. Ganti plat pengganjal (pada langkah 2) dengan plat kaca. 7. Dengan jarak antar plat yang masih sama, yaitu 2 mm, isilah ruang diantara kedua plat dengan plat hard vinyl chloride yang telah disiapkan, yaitu plat vinyl chlorida dengan tebal 2 mm. 8. Kemudian ubahlah luas plat konduktor, yaitu dangan menarik plat konduktor yang dapat digerakkan sejauh 5 cm kearah luar sehingga ada 6 kali pengukuran. 9. Catatlah hasilnya dalam sebuah tabel beserta perhitungannya, kemudian bandingkan hasil dari pengukuran dan perhitungan
B. Kapasitansi sebagai fungsi jarak antar pelat 1. Susunlah kapasitor pelat sejajar dengan jarak antar pelat, d = 1 mm, yaitu dengan menyisipkan plat hard vinyl chloride dengan tebal 2 mm dan 1 mm di bawah pelat sejajar sehingga jarak antar pelat menjadi 1 mm. Kini ruang
diantara kedua pelat hanya berisi udara saja. Kemudian ukur nilai kapasitansinya. 2. Susunlah kapasitor pelat sejajar dengan jarak antar pelat, d = 2 mm, yaitu dengan menyisipkan pelat hard vinyl chloride dengan tebal 2 mm di bawah pelat sejajar (sebagai pengganjal), sehingga jarak antar pelat menjadi 2 mm. Hal ini menyebabkan kondisi ruang diantara kedua pelat berisi udara. Kemudian ukur nilai kapasitansinya. 3. Susunlah kapasitor pelat sejajar dengan jarak antar plat, d = 3 mm, yaitu dengan menyisipkan plat hard vinyl chloride dengan tebal 1 mm di bawah plat sejajar untuk pengganjal, sehingga jarak antar plat menjadi 3 mm dan membuat ruang diantara kedua pelat berisi udara. Kemudian ukur nilai kapasitansinya. 4. Susunlah kapasitor pelat sejajar dengan jarak antar plat, d = 4 mm. Kemudian ukur nilai kapasitansinya. 5. Catatlah hasilnya dalam sebuah tabel beserta hasil perhitungannya, kemudian bandingkan hasil dari pengukuran dan perhitungan. Jangan lupa pula untuk menggambar kurva kapasitansi terhadap jarak antar plat dari data yang diperoleh.
C. Pengukuran permitivitas relatif bahan dielektrik 1. Susunlah kapasitor pelat sejajar dengan jarak antar plat sebesar 2 mm. Karena pada keadaan awal jarak antar plat adalah 4 mm, maka sisipkan plat hard vinyl chlorida dengan tebal 2 mm di bawah plat sejajar untuk pengganjal, sehingga jarak antar plat menjadi 2 mm. Kemudian ukur kapasitansinya 2. Dengan jarak antar pelat tetap, yaitu 2 mm, isi ruang antar plat dengan kaca, kemudian ukur kapasitansinya. 3. Dengan jarak antar pelat tetap, yaitu 2 mm, isi ruang antar plat dengan vinyl chloride kemudian ukur kapasitansinya.
VI.
DATA HASIL PERCOBAAN
A. percobaan 1
Bahan dielektrik ruang antar plat
Udara
Kaca
Vinyl chlorida
Luas permukaan plat
Hasil perhitungan
Hasil pengukuran
kapasitansi, C(µF)
kapasitansi, C(µF)
30 x 30
3987 x 10 -
5,6 x 10 -
25 x 30
3322,5 x 10 -
4,8 x 10 -
20 x 30
2658 x 10 -
4 x 10-
15 x 30
1993,5 x 10 -
3,4 x 10 -
10 x 30
1329 x 10 -7
3 x 10-4
5 x 30
664,5 x 10 -
1,2 x 10 -
30 x 30
13954,5 x 10 -
9,4 x 10 -
25 x 30
11628,75 x 10 -7
8,4 x 10 -4
20 x 30
9303 x 10 -
6,2 x 10 -
15 x 30
6977,25 x 10 -
4,6 x 10 -
10 x 30
4651,5 x 10 -
2,6 x 10 -
5 x 30
2325 x 10 -
1,2 x 10 -
30 x 30
9170,1 x 10 -7
5,4 x 10 -4
25 x 30
7641,75 x 10 -
4,8 x 10 -
20 x 30
6113,4 x 10 -
3,8 x 10 -
15 x 30
4585,05 x 10 -7
2,9 x 10 -4
10 x 30
3056,7 x 10 -
2,2 x 10 -
5 x 30
1528,35 x 10 -
1 x 10-
yang berhadapan, 2
A(m )
B. percobaan 2
Jarak antar
Hasil perhitungan
Hasil pengukuran
plat, d (mm)
kapasitansi, C(µF)
kapasitansi, C(µF)
1
7974 x 10 -7
12 x 10-4
2
3987 x 10 -
6 x 10-
3
2658 x 10 -
3,2 x 10-
4
1993,5 x 10 -7
2,6 x 10-4
C. percobaan 3
Bahan dielektrik
Hasil pengukuran
ruang antar plat
kapasitansi, C(µF)
Udara
5,6 x 10-4
1
Kaca
10 x 10-
1,78
Vinyl chlorida
7 x 10-
1,25
Permitivitas relatif, r
Kurva kapasitansi terhadap Luas permukaan plat
C(10- µF) 16000 14000 12000 10000
Kurva kapasitansi terhadap jarak antar plat
udara
8000
kaca 6000- µF) C(10
vinyl chlorida
4000 2000 0 30 x 30
25 x 30
20 x 30
15 x 30
10 x 30
5 x 30
VII. ANALISA
Praktikum kali ini kita mengukur kapasistansi bahan dengan kapasitor pelat sejajar. Disini menggunakan 3 macam bahan, yaitu kaca, udara, dan vinyl chloride. Dari percobaan ini memperlihatkan bahwa ada beberapa factor yang bias mempengaruhi bahwa banyaknya muatan yang tersimpan dalam kapasitor antara lain luas permukaan bahan dielektrik dan juga jenis bahan dielektrik.
Percobaan 1. Yang dirubah-rubah adalah luas. Percobaan ini membuktikan bahwa semakin luas penampang bahan dielektrik, maka semakin banyak pula muatan yang dapat ditampung oleh bahan dielektrik tersebut.
Percobaan 2. Luas tetap, dan yang diganti adalah jarak antara pelat sejajar.. Percobaan ini membuktikan bahwa semakin sempit celah antar keduanya, maka semakin banyak atau besar kapasistansinya karena muatan dalam ruang sempit akan memiliki energy saling dorong yang semakin besar.
Percobaan 3. Membuktikan bahwa jenis bahan dielektrik juga berpengaruh karena memiliki permitivitas bahan yang berbeda-beda.
VIII. KESIMPULAN
Dari semua data percobaan yang didapat diatas, menunjukkan bahwa bahan dielektrik yang terbaik adalah yang perhitungan kapasistansinya paling besar dianatara ketiga bahan yang kita gunakan adalah….
KACA Yang mana akan semakin maksimal apabila kaca tersebut dalam kondisi luas penampang yang besar, dan terletak pada celah 2 pelat sejajar yang sem
