JURUSAN TEKNIK KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA 2010
I.
TUJUAN 1. Mengetahui bentuk dan jenis kapasitor 2. Mengetahui cara membaca nilai kapasitansi suatu kapasitor 3. Memahami prinsip pengisian dan pengosongan muatan listrik pada kapasitor
II.
BAHAN YANG DI GUNAKAN 1. Kapasitor 2. Resistor 3. Projectboard 4. Catu daya 5. Multimeter
III. TEORI DAN TABEL PRAKTIKUM Kapasitor adalah elektronika yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik.Satuan kapasitansi adalah Farad (‘F’). dalam praktikum nilai yang sering digunakan adalah mikroFarad
(μF) atau 10-6F, nanoFarad (nF) atau 10-9F dan pikoFarad (_F) atau 10-12F. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya mu atan-muatan positif dan negatif di awan.
Prinsip dasar kapasitor
Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 18
10
elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan
memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis :
Q=CV Dimana : Q = muatan elektron dalam C (coulombs) C = nilai kapasitansi dalam F (farad) V = besar tegangan dalam V (volt) Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumus dapat di tulis sebagai berikut : -12
C = (8.85 x 10 ) (k A/t) Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang disederhanakan.
Kode karakteristik kapasitor kelas I
Kode karakteristik kapasitor kelas II dan III
Fungsi Kapsitor 1. Menyimpan muatan listrik 2. Menahan arus rata ( DC ) 3. Menghubung singkat sebuah tahanan bagi arus bolak – balik ( AC ) 4. Sebagai filter untuk regulator 5. Pengkopel sinyal 6. Pembangkit gelombang bulan sinus
Konstanta Waktu RC
Rangkaian kapasitor seri
Pada rangkaian kapasitor seri, nilai kapasitansi pengganti adalah :
1/CTOTAL =
+
+
Rangkaian kapasitor paralel
Pada rangkaian kapasitor paralel, nilai kapasitansi total adalah
CTOTAL = C1 + C2 + C3
Jika suatu rangkaian RC diberi tegangan DC maka muatan listrik pada kapasitor tidak akan langsung terisi penuh, akan tetapi membutuhkan waktu untuk mencapai muatan listrik pada kapasitor tersebut penuh. Setelah muatan listrik penuh dan sumber tegangan dilepas maka muatan listrik pada kapasitor tidak akan langsung kosong akan tetapi membutuhkan waktu untuk mencapai muatan listrik pada kapasitor kosong. Konstanta waktu RC τ = R ×C dan rumus konstanta waktu secara universal :
Change = ( akhir – awal ) 1 dimana : Change
= nilai perubahan
Akhir
= nilai akhir variabel
Awal
= nilai awal variabel
e
= nilai euler (2,7182818)
T
= waktu dalam satuan detik
τ
= konstanta waktu dalam satuan detik
untuk menentukan besar waktu yang dibutuhkan untuk perubahan tertentu adalah
t=
TABEL PRAKTIKUM DAN GRAFIK ANALISIS Percobaan ke : 1 2 3
Kapasitor (C1) 100 µF / 25 V 1000 µF / 25 V 2200 µF / 25 V
Tabel Hasil Praktikum 1. Percobaan I pada pengisian dan pengosongan muatan listrik pada ka pasitor Vc (volt)
Vc (volt )
Pengisian
Pengosongan
5
19.8
0.9
10
20.1
0
3 15 20.1 Grafik percobaan I
0
No
t (detik)
1 2
C1 100µF / 5V , R1 10K 25 ) t l o V ( c V
20.1
19.8
20.1
20 15 10 5
Pengisian
0.9
0
0
5
10
15
Pengosongan
0 0
20
t (detik)
2. Percobaan II pada pengisian dan pengosongan muatan listrik pada ka pasitor Vc (volt)
Vc (volt )
Pengisian
Pengosongan
5
1,9
4.6
2
10
9.5
1.8
3
15
9.6
0.9
4
20
9.7
0.4
5
25
9.7
0.3
6
30
9.7
0
9.7
0
No
t (detik)
1
7 35 Grafik Percobaan II
C1 1000µF / 5V, R1 5K6 15 ) t l o V ( c V
9 10
9.5
9.6
9.7
9.7
9.7
9. 7
1.8
0.9
0.4
0.3
0
0
4.6
5
Pengisian Pengosongan
0 0
10
20
t (detik)
30
40
3. Percobaan III pada pengisian pengisian dan pengosongan muatan listrik listrik pada kapasitor Vc (volt)
Vc (volt )
Pengisian
Pengosongan
18.8
12.5
14.2
7.8
15
16.5
5.1
4
20
18.1
3.3
5
25
18.8
1.9
6
30
19.3
1.3
7
35
19.5
0.9
8
40
19.7
0.6
9
45
19.9
0.3
10
50
19.9
0.3
11
55
20
0
12
60
20
0
No
t (detik)
1 2
5 10
3
Grafik Percobaan III
C1 2200µF / 5V, R1 3K3 25 20 ) t l o V ( c V
12.5
15
8.8
10
14.2
16.5
19.3 19.5 19.7 19.9 19.9 20 18.1 18.8
20
7.8 5.1
5
Pengisian 3.3
1.9
1.3
0.9
0.6
0.3
0.3
0
Pengosongan
0
0 0
10
20
30
40
50
60
70
t (detik)
KESIMPULAN Dapat di tarik kesimpulan dari data percobaan di atas: 1. Setiap nilai resistansi tiap kapasitor yang berbeda menentukan banyaknya nya waktu yang di butuhkan untuk pengisian dan pengosongan muatan listrik pada kapasitor. 2. Waktu pengosongan lebih lama di banding waktu pengisian muatan listrik pada tiap kapasitor, dan waktu pengosongan kapasitor tidak langsung bernilai nol.
