ARUS TRANSIEN Nurul Qisthi *), Husnul Patima Rahman Laboratorium Elektronika dan Instrumen Universitas Negeri Makassar 2016 LATAR BELAKANG Dalam kehidupan sehari-hari menyalakan ataupun mematikan televisi, terdapat jeda waktu antara saat saklar televisi dinyalakan hingga saat televisi memuculkan gambar pada layar yaitu dari redup ke terang, adanya jeda waktu antara redup ke terang merupakan salah satu contoh penerapan dari arus transien. Contoh lain yang mudah diamati untuk penerapan arus transien ialah kipas angin, kipas angin yang bila dinyalakan baling-balingnya tidak langsung berputar secara cepat melainkan baling-baling kipas angin akan mula-mula berputar secara lambat lalu lama kelamaan kipas akan berputar secara cepat begitupun sebaliknya saat kipas angin dimatikan, baling-baling kipas angin tidak akan langsung berhenti melainkan membutuhkan beberapa detik untuk baling-baling tersebut berhenti secara total. Arus yang berhubungan dengan peristiwa pengisian dan pengosongan muatan kapasitor yang mengecil terhadap waktu disebut sebagai arus transien, yang berarti arus hanya timbul sesaat atau bukan arus konstan. Arus transien menggunakan kapasitor sebagai medianya karena kapasitor termasuk dalam bagian komponen pasif dan kapasitor dapat berfungsi sebagai menyimpan muatan listrik. Dengan memahami prinsip kerja dan kegunaan dari arus transien, maka kita dapat lebih mengetahui cara mengatasi gejala-gejala listrik yang dapat mengakibatkan kerusakan pada alat-alat elektronika yang menggunakan prinsip arus transien sehingga alat-alat elektronika tersebut dapat bertahan cukup lama atau awet. Pada praktikum mengenai arus transien ini, kami akan menjelaskan mengenai prinsip kerja arus transien dalam pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor sehingga kita dapat menjelaskan pengertian dasar mengenai arus transien beserta gejala-gejala yang terjadi pada rangkaian RC (Resistor-Capasitor) pada arus searah (Dielektrik Current) ketika terjadi arus transien dan kita juga dapat mengetahu cara untuk menentukan konstanta waktu kapasitif dan kapasitansi kapasitor. RUMUSAN MASALAH 1. Bagaimana kurva arus dan tegangan terhadap waktu pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor? 2. Bagaimana grafik pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor? 3. Bagaimana cara menetukan tetapan waktu kapasitif dan kapasitansi kapasitor berdasarkan kurva arus dan tegangan terhadap waktu? TUJUAN PERCOBAAN 1. Mengetahui kurva arus dan tegangan terhadap waktu pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor. 2. Mengetahui grafik pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor.
3. Mengetahui cara untuk menetukan tetapan waktu kapasitif dan kapasitansi kapasitor berdasarkan kurva arus dan tegangan terhadap waktu. KAJIAN TEORI Arus yang berhubungan dengan peristiwa pengisian dan pengosongan muatan kapasitor yang mengecil terhadap waktu disebut sebagai arus transien, yang berarti arus hanya timbul sesaat atau bukan arus konstan. Pada arus transien menggunakan kapasitor sebagai medianya (Bakri, 2016). Kapasitor termasuk dalam bagian komponen pasif, kapasitor adalah perangkat yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Sebagai akibatanya, kapasitor merupakan suatu tempat penampungan (reservoir) dimana muatan dapat disimpan dan kemudian dilepaskan secara perlahan (Bakri, 2015) Fenomena peralihan dalam rangkaian listrik (electrical transient) adalah suatu manifestasi keluaran dari keadaan perubahan mendadak di dalam rangkaian lsitrik pada saat suatu saklar (switch) membuka, menutup, atau timbulnya gangguan/ kesalahan (fault) pada sistem tersebut. Waktu transien umumnya sangat singkat dibandingkan dengan waktu keadaan tunak (steady state) (Kanzzas, 2010). Walaupun demikian, masa transien menjadi sangat penting dalam sistem karena pada masa tersebut suatu perubahan mendadak akan termanifestasikan baik dalam bentuk arus maupun tegangan yang kadangkala dalam hal ekstrim akan mengakibatkan kerusakan fatal pada system seperti memacetkan mesin, memutuskan hubungan listrik, mengganggu atau menggagalkan sistem komunikasi, dan lain-lain (Kanzzas, 2010). Peristiwa pengisian dan pengosongan muatan kapasitor yang mengecil terhadap waktu dapat digunakan untuk mengubah dan mengolah denyut dalam pesawat televisi, penundaan waktu, menghasilkan pengapitan cahaya dan sebaginya (Bakri, 2016). Berikut penjelesan mengenai pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor: 1. Pengisian Muatan Pada Kapasitor Gambar 3.1. Mmemperlihatkan sebuah rangkaian dasar RC yang dapat digunakan untuk mengkaji proses pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor.
Gambar 3.1. Rangkaian RC Saklar terbuka pada awalnya, lalu ditutup ke posisi S1 pada saat t = 0. Muatan mulai mengalir melalui resistor dan menuju plat positif kapasitor. Jika muatan pada kapasitor pada beberapa saat adalah Q dan arus rangkaian adalah I, aturan simpal Kirchhoff memberikan
V f VR VC 0 atau
[2.1]
Vf I R
Q 0 C
Dalam rangkaian ini, arus sama dengan laju di mana muatan pada kapasitor
I meningkat :
dQ dt , yang selanjutnya disubstitusi ke dalam Pers. [2.1] menghasilkan:
Vf R
dQ Q dt C
n Dengan sedikit matematika untuk memisahkan antara besaran Q dan t, diperoleh :
Q C V f 1 e t / RC Q f 1 e t /
[2.2]
[2.3]
di mana Qf = C Vf adalah muatan akhir yang dapat pula dinyatakan dalam tegangan,
V (t ) V f 1 e t / [2.4] di mana V(t) adalah tegangan pada suatu saat dalam kapasitor dan Vf adalah tegangan maksimum atau akhir pada ujung-ujung kapasitor sedangkan disebut konstanta waktu kapasitif, = RC, adalah waktu yang dibutuhkan muatan untuk bertambah dari nilai awalnya. Arus diperoleh dengan mendiferensialkan Persamaan [2.3] :
I
dQ C V f e t / RC (1 / RC ) dt
atau
I
Vf R
e t / RC I 0 e t / [2.5]
Gambar 3.2. (a) Plot tegangan pada kapasitor terhadap waktu untuk rangkaian pengisian; (b) Plot arus terhadap waktu untuk rangkaian pengisian. Gambar 3.2. (a) dan (b) menunjukkan kurva tegangan dan arus sebagai fungsi waktu dalam proses pengisian muatan pada kapasitor.
2. Pelepasan Muatan Pada Kapasitor Dengan rangkaian seperti pada Gambar 2.1, setelah kapasitor terisi penuh oleh muatan, saklar kemudian dibuka untuk mencegah muatan mengalir ke resistor. Beda potensial pada kapasitor mula-mula V0 = Q0/C, dengan C adalah kapasitansi. Karena tidak ada arus ketika saklar terbuka, tidak ada beda potensial pada resistor. Saklar ditutup ke posisi S2 pada waktu t = 0. Karena kini terdapat beda potensial pada resistor, maka ada arus yang melewati resistor. Arus mula-mula adalah
I0
V0 Q 0 R RC [2.6]
Arus ini disebabkan oleh aliran muatan dari plat positif kapasitor ke plat negatif kapasitor melalui resistor. Setelah beberapa waktu, muatan pada kapasitor berkurang. Karena muatan pada kapasitor berkurang, dengan mengambil arah arus searah jarum jam sebagai positif, besar arus sama dengan laju pengurangan muatan. jika Q adalah muatan pada kapasitor pada suatu waktu, arus pada waktu tersebut adalah
I
dQ dt [2.7]
Aturan loop Kirchhoff memberikan :
Q IR0 C [2.8] di mana Q dan I merupakan fungsi waktu dan dihubungkan oleh Persamaan [2.7]. Substitusi – dQ / dt untuk I dalam Persamaan [2.8], diperoleh
dQ 1 Q dt RC
Q dQ R 0 C dt atau
[2.9]
Dan dengan sedikit matematika untuk memisahkan variabel-variabel Q dan t, diperoleh
Q (t ) Q0 e t / RC Q0 e t / Atau
[2.10]
V (t ) V0 e t / RC V0 e t / di mana adalah konstanta waktu kapasitif, = RC, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh muatan untuk berkurang menjadi 1/e dari nilai awalnya.
Arus bisa diperoleh dengan mendiferensialkan Persamaan [2.10] :
I
Q dQ 0 e t / RC dt RC [2.11]
atau
I
V0 t / R C e I 0 e t / R [2.12]
di mana I0 = Q0/RC = V0 /R adalah arus mula-mula. Arus juga menurun secara eksponensial terhadap waktu dan jatuh hingga 1/e dari nilai awalnya setelah t = = RC. Tipe penurunan ini disebut penurunan eksponensial, sangat umum terjadi di alam. Hal ini terjadi pada laju di mana suatu kuantitas berkurang sebanding dengan kuantitas itu sendiri. Gambar 3.3 (a) dan (b) menunjukkan kurva pengosongan muatan pada kapasitor dalam rangkaian RC sebagai fungsi waktu.
Gambar 3.3. (a) Plot tegangan pada kapasitor sebagai fungsi waktu untuk proses pelepasan muatan; (b) Plot arus terhadap waktu untuk proses pelepasan muatan. (Bakri, 2016). Dalam analisa rangkaian transient perlu dibedakan tiga daerah waktu yaitu: 1. Sesaat sebelum dilakukan perubahan pada rangkaian (Yang dimaksud perubahan adalah posisi dari saklar pada rangkaian) yang dilambangkan pada saat t(0-) 2. Saat terjadinya perubahan yang dilambangkan pada saat t(0).. 3. Sesaat setelah terjadinya perubahan yang dilambangkan pada saat t(0+). (Hasibuan, 2007) METODE PERCOBAAN
Alat dan Bahan 1. Komutator (Double Trew Switch) 2. Elco (Kapasitor Elektrolit) 3. Resistor 4. Stopwatch 5. Power Supply 10V dc 6. Voltmeter 0-50 Vdc 7. Ampremeter 0-1 Adc 8. Kabel penghubung
1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 8 buah
Identifikasi Variabel 1. Variabel kontrol: Hambatan ( Ω ), Kapasitor ( μF ), dan Tegangan sumber (Volt). 2. Variabel manipulasi: Waktu (s) 3. Variabel respon: Tegangan (Volt), dan Kuat arus (mA) Definisi Operasional Variabel 1. Hambatan yang digunakan pada praktikum ini ialah resistor cincin yang berwarna orange, orange, orange dan emas yang berarti spesifikasi dari resistor cincin ialah 33 x 103
±
5%. Resistor berfungsi untuk menghambat arus listrik dan resistor atau
hambatan bersatuan ohm ( Ω ) 2. Dalam praktikum ini kapasitor berfungsi sebagai objek untuk melakukan penyimpangan dan pengosongan muatan untuk membuktikan arus transien. Kapasitor yang digunakan pada praktikum ini ialah elco atau kapasitor elektrolit. Nilai yang tertera pada kapasitor elektrolit adalah 4700
μF . Satuan dari kapasitor ialah Farad
(F). 3. Tegangan sumber ialah suatu sumber tegangan yang menghasilkan arus listrik sehingga terdapat muatan yang mengalir dari power supply ke kapasitor elektrolit. Besarnya tegangan sumber yang digunakan ialah 10 V. Satuan dari tegangan sumber ialah Volt. 4. Waktu yang dimaskud dalam praktikum ini ialah selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan proses pengisian dan pengosogan muatan kapasitor. Selang waktu yang digunakan ialah setiap 10 detik hingga tercapai keadaan konstan atau hingga kuat arus telah mencapai 0 konstan. 5. Tegangan adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt.Tegangan diukur menggunakan voltmeter 6. Kuat arus ialah banyaknya muatan listrik yg mengalir pada suatu penghantar dalam waktu satu detik. Satuan umum dari kuat arus ialah Ampere (A) tetapi pada paraktikum kami menggunakan mA sebagai satuan kuat arus. Kuat arus diukur menggunakan amperemeter. Prosedur Kerja Pertama-tama semua komponen dispesifikasi terlebih dahulu dan menguji kelayakan semua komponen yang akan digunakan. Kemudian komponen dirangkai seperti Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Rangkaian untuk menguji arus transein setelah dirangkai seperti gambar diatas, perhatikan nilai yang tertera pada voltmeter dan amperemeter, apabila tidak tertera angka 0 pada kedua multimeter tersebut maka kapasitor harus dihubung singkatkan terlebih dahulu hingga tertera angka 0 pada volmeter dan amperemeter. Setelah tertera angka 0 pada kedua multimeter didapatkan maka proses pengisian kapasitor sudah bisa dilakukan. Proses pengisian kapasitor dimulai dengan mengatur posisi tegangan keluaran dari power supply yaitu sebesar 10 V, selanjutnya bersamaan dengan ditutupnya saklar ke posisi A, stopwatch juga dinyalakan sekaligus mencatat nilai tegangan dan kuat arus yang terbaca pada kedua multimeter (voltmeter dan ampremeter) pada saar t=0. Pengukuran dan pembacaan tegangan dan kuat arus kemudian dilanjutkan untuk setiap selang waktu 10 detik hingga tercapai keadaan konstan atau pada saat nilai kuat arus telah mencapai 0 konstan. Setelah proses pengisian kapasitor dilakukan, kemudian kegiatan dilanjutkan dengan proses pengosongan muatan kapasitor. Proses pengosongan kapasitor dimulai dengan power supply diputuskan atau power supply dimatikan kemudian bersamaan dengan saklar ditutup ke posisi B, stopwatch juga dinyalakan sekaligus mencatat nilai tegangan dan kuat arus yang terbaca pada kedua multimeter (voltmeter dan ampremeter) pada saat t=0. Pengukuran dan pembacaan tegangan dan kuat arus kemudian dilanjutkan untuk setiap selang waktu 10 detik hingga tercapai keadaan konstan atau pada saat nilai kuat arus telah mencapai 0 konstan. Hasil Pengamatan
R=33 × 103 ± 5 C=4700 μF=4.7 × 10−3 F τ =155.1 s Tabel 1. Pengisian dan Pengosongan Muatan Kapasitor I. Pengisian Muatan Kapasitor Pengosongan Muatan Kapasitor No t (s) Vc (Volt) I (mA) No t (s) Vc (Volt) I (mA) 1. 0 0 |0,00 ± 0,01| |0,29 ± 0,01| 1. |9,65 ± 0,01| −|0,29± 0,01| 2.
10
|1,10 ± 0,01|
|0,27 ± 0,01| 2.
10
|8,06 ± 0,01|
−|0,26 ±0,01|
3.
20
|1,87 ± 0,01|
|0,25 ± 0,01| 3.
20
|7,49 ±0,01|
−|0,24 ± 0,01|
4.
30
|2,50 ± 0,01|
|0,22 ±0,01| 4.
30
|6,66 ± 0,01|
−|0,22± 0,01|
5.
40
|3,10 ± 0,01|
|0,20 ± 0,01| 5.
40
|6,36 ± 0,01|
−|0,20 ±0,01|
6.
50
|3,66 ± 0,01|
|0,19 ± 0,01| 6.
50
|5,80 ± 0,01|
−|0,19± 0,01|
7.
60
|4,10 ± 0,01|
|0,17 ± 0,01| 7.
60
|5,39 ±0,01|
−|0,17 ±0,01|
8.
70
|4,70 ± 0,01|
|0,16 ± 0,01| 8.
70
|4,57 ± 0,01|
−|0,14 ± 0,01|
9.
80
|5,13 ±0,01|
|0,14 ± 0,01| 9.
80
|4,03 ± 0,01|
−|0,13 ±0,01|
10.
90
|5,48 ± 0,01|
|0,13 ± 0,01| 10.
90
|3,62 ±0,01|
−|0,12± 0,01|
11.
100
|5,84 ± 0,01|
|0,12 ±0,01| 11.
100
|3,49 ±0,01|
−|0,11 ±0,01|
12.
110
|6,18 ± 0,01|
|0,11 ± 0,01| 12.
110
|3,23 ± 0,01|
−|0,10 ±0,01|
13.
120
|6,47 ± 0,01|
|0,10 ± 0,01| 13.
120
|2,72 ±0,01|
−|0,09± 0,01|
14.
130
|6,70 ± 0,01|
|0,09 ± 0,01| 14.
130
|2,45 ± 0,01|
−|0,08 ±0,01|
15.
140
|7,00 ± 0,01|
|0,08 ± 0,01| 15.
140
|2,28 ± 0,01|
−|0,08 ±0,01|
16.
150
|7,24 ± 0,01|
|0,08 ± 0,01| 16.
150
|2,06 ± 0,01|
−|0,07 ±0,01|
17.
160
|7,43 ±0,01|
|0,07 ± 0,01| 17.
160
|1,88 ± 0,01|
−|0,07 ±0,01|
18.
170
|7,62 ±0,01|
|0,07 ± 0,01| 18.
170
|1,71 ±0,01|
−|0,06 ±0,01|
19.
180
|7,79 ±0,01|
|0,06 ± 0,01| 19.
180
|1,68 ± 0,01|
−|0,05 ±0,01|
20.
190
|7,98 ± 0,01|
|0,06 ± 0,01| 20.
190
|1,53 ±0,01|
−|0,05 ±0,01|
21.
200
|8,12 ±0,01|
|0,05 ± 0,01| 21.
200
|1,38 ± 0,01|
−|0,05 ±0,01|
22.
210
|8,25 ± 0,01|
|0,05 ± 0,01| 22.
210
|1,27 ± 0,01|
−|0,05 ±0,01|
23.
220
|8,38 ± 0,01|
|0,05 ± 0,01| 23.
220
|1,19 ±0,01|
−|0,04 ± 0,01|
24.
230
|8,50 ± 0,01|
|0,04 ± 0,01| 24.
230
|1,08 ± 0,01|
−|0,04 ± 0,01|
25.
240
|8,60 ± 0,01|
|0,04 ± 0,01| 25.
240
|0,97 ± 0,01|
−|0,03 ±0,01|
26.
250
|8,70 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 26.
250
|0,88 ± 0,01|
−|0,03 ±0,01|
27.
260
|8,79 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 27.
260
|0,79 ± 0,01|
−|0,03 ±0,01|
28.
270
|8,87 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 28.
270
|0,74 ± 0,01|
−|0,03 ±0,01|
29.
280
|8,95 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 29.
280
|0,64 ± 0,01|
−|0,02± 0,01|
30.
290
|9,02 ± 0,01|
|0,02 ±0,01| 30.
290
|0,58 ± 0,01|
−|0,02± 0,01|
31.
300
|9,09 ± 0,01|
|0,02 ±0,01| 31.
300
|0,53 ± 0,01|
−|0,02± 0,01|
32.
310
|9,15 ± 0,01|
|0,02 ±0,01| 32.
310
|0,46 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
33.
320
|9,21 ± 0,01|
|0,02 ±0,01| 33.
320
|0,35 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
34.
330
|9,26 ± 0,01|
|0,02 ±0,01| 34.
330
|0,29 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
35.
340
|9,30 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 35.
340
|0,22 ±0,01|
−|0,01± 0,01|
36.
350
|9,35 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 36.
350
|0,21 ±0,01|
−|0,01± 0,01|
37.
360
|9,39 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 37.
360
|0,19 ± 0,01|
−|0,00 ±0,01|
38.
370
|9,43 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 38.
370
|0,17 ± 0,01|
−|0,00 ±0,01|
39.
380
|9,47 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 39.
380
|0,16 ± 0,01|
−|0,00 ±0,01|
40.
390
|9,49 ± 0,01|
|0,01 ±0,01|
41.
400
|9,53 ± 0,01|
|0,01 ±0,01|
42.
410
|9,56 ± 0,01|
|0,01 ±0,01|
43.
420
|9,59 ± 0,01|
|0,01 ±0,01|
44.
430
|9,61 ± 0,01|
|0,00 ± 0,01|
45.
440
|9,64 ± 0,01|
|0,00 ± 0,01|
46.
450
|9,65 ± 0,01|
|0,00 ± 0,01|
Tabel 2. Pengisian dan Pengosongan Muatan Kapasitor II. Pengisian Muatan Kapasitor Pengosongan Muatan Kapasitor No t (s) Vc (Volt) I (mA) No t (s) Vc (Volt) I (mA) 1. 0 0 |0,00 ± 0,01| |0,30 ± 0,01| 1. |9,67 ± 0,01| −|0,29± 0,01| 2.
10
|0,70 ± 0,01|
|0,28 ± 0,01| 2.
10
|8.62 ±0,01|
−|0,26 ±0,01|
3.
20
|1,52 ±0,01|
|0,25 ± 0,01| 3.
20
|7,93 ±0,01|
−|0,24 ± 0,01|
4.
30
|2,21 ±0,01|
|0,23 ± 0,01| 4.
30
|7,30 ± 0,01|
−|0,22± 0,01|
5.
40
|3,83 ± 0,01|
|0,21 ±0,01| 5.
40
|6,69 ± 0,01|
−|0,20 ±0,01|
6.
50
|3,40 ± 0,01|
|0,19 ± 0,01| 6.
50
|6,20 ± 0,01|
−|0,18 ±0,01|
7.
60
|3,93 ± 0,01|
|0,18 ± 0,01| 7.
60
|5,69 ±0,01|
−|0,17 ±0,01|
8.
70
|4,46 ± 0,01|
|0,17 ± 0,01| 8.
70
|5,20 ± 0,01|
−|0,15 ±0,01|
9.
80
|4,80 ± 0,01|
|0,15 ± 0,01| 9.
80
|4,76 ± 0,01|
−|0,14 ± 0,01|
10.
90
|5,28 ± 0,01|
|0,14 ± 0,01| 10.
90
|4,39 ± 0,01|
−|0,13 ±0,01|
11.
100
|5,65 ±0,01|
|0,13 ± 0,01| 11.
100
|4,04 ±0,01|
−|0,12± 0,01|
12.
110
|6,00 ± 0,01|
|0,11 ± 0,01| 12.
110
|3,72 ±0,01|
−|0,11 ±0,01|
13.
120
|6,29 ± 0,01|
|0,11 ± 0,01| 13.
120
|3,46 ± 0,01|
−|0,10 ±0,01|
14.
130
|6,62 ±0,01|
|0,10 ± 0,01| 14.
130
|3,15 ± 0,01|
−|0,09± 0,01|
15.
140
|6,89 ± 0,01|
|0,09 ± 0,01| 15.
140
|2,90 ± 0,01|
−|0,08 ±0,01|
16.
150
|7,12 ±0,01|
|0,08 ± 0,01| 16.
150
|2,65 ± 0,01|
−|0,07 ±0,01|
17.
160
|7,36 ± 0,01|
|0,08 ± 0,01| 17.
160
|2,45 ± 0,01|
−|0,07 ±0,01|
18.
170
|7,56 ± 0,01|
|0,07 ± 0,01| 18.
170
|2,26 ± 0,01|
−|0,07 ±0,01|
19.
180
|7,74 ± 0,01|
|0,07 ± 0,01| 19.
180
|2,08 ± 0,01|
−|0,06 ±0,01|
20.
190
|7,93 ±0,01|
|0,06 ± 0,01| 20.
190
|1,90 ± 0,01|
−|0,05 ±0,01|
21.
200
|8,08 ± 0,01|
|0,05 ± 0,01| 21.
200
|1,76 ± 0,01|
−|0,05 ±0,01|
22.
210
|8,22 ±0,01|
|0,05 ± 0,01| 22.
210
|1,62 ±0,01|
−|0,04 ± 0,01|
23.
220
|8,37 ± 0,01|
|0,05 ± 0,01| 23.
220
|1,49 ±0,01|
−|0,04 ± 0,01|
24.
230
|8,48 ± 0,01|
|0,04 ± 0,01| 24.
230
|1,37 ± 0,01|
−|0,04 ± 0,01|
25.
240
|8,59 ± 0,01|
|0,04 ± 0,01| 25.
240
|1,27 ± 0,01|
−|0,03 ±0,01|
26.
250
|8,70 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 26.
250
|1,16 ± 0,01|
−|0,03 ±0,01|
27.
260
|8,80 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 27.
260
|1,07 ± 0,01|
−|0,03 ±0,01|
28.
270
|8,88 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 28.
270
|0,98 ± 0,01|
−|0,03 ±0,01|
29.
280
|8,97 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 29.
280
|0,91 ±0,01|
−|0,02± 0,01|
30.
290
|9,04 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 30.
290
|0,84 ± 0,01|
−|0,02± 0,01|
31.
300
|9,11 ± 0,01|
|0,02 ±0,01| 31.
300
|0,78 ± 0,01|
−|0,02± 0,01|
32.
310
|9,17 ± 0,01|
|0,02 ±0,01| 32.
310
|0,71 ±0,01|
−|0,02± 0,01|
33.
320
|9,24 ± 0,01|
|0,02 ±0,01| 33.
320
|0,65 ± 0,01|
−|0,02± 0,01|
34.
330
|9,29 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 34.
330
|0,60 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
35.
340
|9,34 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 35.
340
|0,56 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
36.
350
|9,38 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 36.
350
|0,51 ±0,01|
−|0,01± 0,01|
37.
360
|9,42 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 37.
360
|0,48 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
38.
370
|9,47 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 38.
370
|0,44 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
39.
380
|9,50 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 39.
380
|0,40 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
40.
390
|9,54 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 40.
390
|0,37 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
41.
400
|9,57 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 41.
400
|0,34 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
42.
410
|9,59 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 42.
410
|0,32 ±0,01|
−|0,00 ±0,01|
43.
420
|9,62 ± 0,01|
|0,00 ± 0,01| 43.
420
|0,29 ± 0,01|
−|0,00 ±0,01|
44.
430
|9,65 ± 0,01|
|0,00 ± 0,01| 44.
430
|0,27 ± 0,01|
−|0,00 ±0,01|
45.
440
|9,67 ± 0,01|
|0,00 ± 0,01|
Tabel 3. Pengisian dan Pengosongan Muatan Kapasitor III. Pengisian Muatan Kapasitor Pengosongan Muatan Kapasitor No t (s) Vc (Volt) I (mA) No t (s) Vc (Volt) I (mA) . . 1. 0 0 |0,00 ± 0,01| |0,30 ± 0,01| 1. |9,67 ± 0,01| −|0,29± 0,01| 2.
10
|0,85 ± 0,01|
|0,27 ± 0,01| 2.
10
|7,62 ±0,01|
−|0,27 ±0,01|
3.
20
|1,53 ±0,01|
|0,26 ± 0,01| 3.
20
|7,13 ±0,01|
−|0,25 ±0,01|
4.
30
|2,23 ± 0,01|
|0,23 ± 0,01| 4.
30
|6,60 ± 0,01|
−|0,23 ±0,01|
5.
40
|3,84 ± 0,01|
|0,21 ±0,01| 5.
40
|6,06 ± 0,01|
−|0,21± 0,01|
6.
50
|3.42 ±0,01|
|0,19 ± 0,01| 6.
50
|5,43 ±0,01|
−|0,19± 0,01|
7.
60
|3,92 ±0,01|
|0,18 ± 0,01| 7.
60
|5,00 ± 0,01|
−|0,17 ±0,01|
8.
70
|4,45 ± 0,01|
|0,16 ± 0,01| 8.
70
|4,54 ±0,01|
−|0,26 ±0,01|
9.
80
|4,89 ± 0,01|
|0,15 ± 0,01| 9.
80
|4,16 ± 0,01|
−|0,15 ±0,01|
10.
90
|5,38 ± 0,01|
|0,14 ± 0,01| 10.
90
|3,80 ± 0,01|
−|0,14 ± 0,01|
11.
100
|5,66 ± 0,01|
|0,13 ± 0,01| 11.
100
|3,44 ± 0,01|
−|0,13 ±0,01|
12.
110
|6,00 ± 0,01|
|0,11 ± 0,01| 12.
110
|3,20 ± 0,01|
−|0,11 ±0,01|
13.
120
|6,31 ±0,01|
|0,11 ± 0,01| 13.
120
|2,93 ± 0,01|
−|0,10 ±0,01|
14.
130
|6,60 ± 0,01|
|0,10 ± 0,01| 14.
130
|2,70 ± 0,01|
−|0,09± 0,01|
15.
140
|6,87 ± 0,01|
|0,09 ± 0,01| 15.
140
|2,43 ± 0,01|
−|0,09± 0,01|
16.
150
|7,10 ± 0,01|
|0,08 ± 0,01| 16.
150
|2,20 ± 0,01|
−|0,08 ±0,01|
17.
160
|7,32 ±0,01|
|0,07 ± 0,01| 17.
160
|2,00 ± 0,01|
−|0,07 ±0,01|
18.
170
|7,53 ±0,01|
|0,07 ± 0,01| 18.
170
|1,83 ±0,01|
−|0,07 ±0,01|
19.
180
|7,72 ±0,01|
|0,06 ± 0,01| 19.
180
|1,68 ± 0,01|
−|0,06 ±0,01|
20.
190
|7,88 ± 0,01|
|0,06 ± 0,01| 20.
190
|1,51 ±0,01|
−|0,06 ±0,01|
21.
200
|8,06 ± 0,01|
|0,05 ± 0,01| 21.
200
|1,37 ± 0,01|
−|0,05 ±0,01|
22.
210
|8,20 ± 0,01|
|0,05 ± 0,01| 22.
210
|1,24 ± 0,01|
−|0,05 ±0,01|
23.
220
|8,35 ± 0,01|
|0,05 ± 0,01| 23.
220
|1,15 ±0,01|
−|0,04 ± 0,01|
24.
230
|8,46 ± 0,01|
|0,04 ± 0,01| 24.
230
|1,04 ± 0,01|
−|0,04 ± 0,01|
25.
240
|8,58 ± 0,01|
|0,04 ± 0,01| 25.
240
|0,95 ± 0,01|
−|0,03 ±0,01|
26.
250
|8,69 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 26.
250
|0,84 ± 0,01|
−|0,03 ±0,01|
27.
260
|8,79 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 27.
260
|0,78 ± 0,01|
−|0,03 ±0,01|
28.
270
|8,88 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 28.
270
|0,70 ± 0,01|
−|0,03 ±0,01|
29.
280
|8,96 ± 0,01|
|0,03 ± 0,01| 29.
280
|0,67 ± 0,01|
−|0,02± 0,01|
30.
290
|9,04 ± 0,01|
|0,02 ±0,01| 30.
290
|0,56 ± 0,01|
−|0,02± 0,01|
31.
300
|9,10 ± 0,01|
|0,02 ±0,01| 31.
300
|0,52 ±0,01|
−|0,02± 0,01|
32.
310
|9,17 ± 0,01|
|0,02 ±0,01| 32.
310
|0,47 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
33.
320
|9,23 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 33.
320
|0,43 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
34.
330
|9,28 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 34.
330
|0,39 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
35.
340
|9,33 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 35.
340
|0,35 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
36.
350
|9,38 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 36.
350
|0,30 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
37.
360
|9,42 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 37.
360
|0,26 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
38.
370
|9,47 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 38.
370
|0,24 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
39.
380
|9,50 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 39.
380
|0,22 ±0,01|
−|0,01± 0,01|
40.
390
|9,54 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 40.
390
|0,19 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
41.
400
|9,57 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 41.
400
|0,17 ± 0,01|
−|0,01± 0,01|
42.
410
|9,59 ± 0,01|
|0,01 ±0,01| 42.
410
|0,15 ± 0,01|
−|0,00 ±0,01|
43.
420
|9,62 ± 0,01|
|0,00 ± 0,01| 43.
420
|0,14 ± 0,01|
−|0,00 ±0,01|
44.
430
|9,64 ± 0,01|
|0,00 ± 0,01| 44.
430
|0,10 ± 0,01|
−|0,00 ±0,01|
45.
440
|9,67 ± 0,01|
|0,00 ± 0,01|
Analisis Data Pengukuran 1 1. Pengisian Muatan Kapasitor a. Teori
τ teori =RC τ teori =33000 Ω. 4,7.10−3 F τ teori =155,1 s b. Pratikum Tegangan (volt)
t=RC
−t
V =V f (1−e RC ) V =V f (1−e
−RC RC
)
V =V f (1−e−1 ) V =V f (1−0,37) V =V f (0,63) V =0,63 × V max V =0,63 × 9,65 volt
V =6,0795 volt τ V =120 s Kuat Arus (mA)
t=RC
−t
I =I f (e RC ) I =I f (e
−RC RC
)
−1
I =I f (e ) I =I f (0,37)
I =0,37 × I max I =0,37 ×(0,29)mA
I =0,1073 mA τ I =120 s τ P=
120 s+ 120 s 2
τ P=120 s
| |
%diff =
τ teori −τ P ×100 τ teori + τ P 2
s−120 s |155,1137,55 |× 100
%diff =
%diff =25,52 c. Hubungan Log I dengan Waktu
y=mx +C y=−0,003 x+ 0,539
m=−0,003 τ =RC=
1 2,3 ×m
τ =RC=
1 −2,3×(−0,003)
τ =144,93 s
| |
diff =
τ teori −τ P ×100 τ teori + τ P 2 s−144,93 s |155,1150,015 |× 100
%diff =
%diff =6,78 2. Pengosongan Muatan Kapasitor a. Teori
τ teori =RC τ teori =33000 Ω. 4,7.10−3 F τ teori =155,1 s b. Pratikum Tegangan (volt)
t=RC
−t RC
V =V f (e V =V f (e
)
−RC RC
)
V =V f (e−1) V =V f (0,37) V =0,37 × V max V =0,37 × 9,65 volt
V =3,57 volt τ V =108 s Kuat Arus (mA)
t=RC
−t
I =I f (e RC ) I =I f (e
−RC RC
)
−1
I =I f (e ) I =I f (0,37) I =0,37 × I max I =0,37 ×(−0,29) mA I =−0,1073 mA
τ I =116 s τ P=
108 s+ 116 s 2
τ P=112 s
| |
%diff =
τ teori −τ P ×100 τ teori + τ P 2
s−112 s |155,1138,55 |×100
%diff =
%diff =23,89 c. Hubungan Log I dengan Waktu
y=mx +C y=−0,004 x +0,522
m=−0,004 τ =RC=
1 2,3 ×m
τ =RC=
1 −2,3×(−0,004)
τ =108.69 s
| |
diff =
τ teori −τ P ×100 τ teori + τ P 2 s−108,69 s |155,1131,89 |× 100
%diff =
%diff =35,19
9 8 7 6 5
Tegangan (V) 4 3 2 1 0 0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440
Waktu (s)
Grafik 1. Hubungan antara waktu dan tegangan pada data pengisian I
0.3 0.28 0.26 0.24 0.22 0.2 0.18 0.16
Kuat Arus (mA)
0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440
Waktu (s)
Grafik 2. Hubungan antara waktu dan kuat arus pada data pengisian I
-0.5 -0.6
0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420
-0.7 -0.8 -0.9 -1 -1.1 -1.2
Log Kuat Arus (mA)
-1.3 -1.4 -1.5 -1.6 -1.7 -1.8 -1.9 -2 -2.1
Waktu (s)
Grafik 3. Hubungan antara waktu dan log kuat arus pada data pengisian I.
9 8 7 6 5
Tegangan (Volt) 4 3 2 1 0 0
20
40
60
80
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380
Waktu (s)
Grafik 4. Hubungan antara waktu dan tegangan pada data pengosongan I.
0 -0.02
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380
-0.04 -0.06 -0.08 -0.1 -0.12
Axis Title
-0.14 -0.16 -0.18 -0.2 -0.22 -0.24 -0.26 -0.28
Waktu (s)
Grafik 5. Hubungan antara waktu dan kuat arus pada data pengosongan I -0.5 -0.6 0
20
40
60
80
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360
-0.7 -0.8 -0.9 -1 -1.1 -1.2
Log Kuat Arus (mA)
-1.3 -1.4 -1.5 -1.6 -1.7 -1.8 -1.9 -2 -2.1
Waktu (s)
Grafik 6. Hubungan antara waktu dan log kuat arus pada data pengosongan I
Pengukuran 2 1. Pengisian Muatan Kapasitor a. Teori
τ teori =RC −3
τ teori =33000 Ω. 4,7.10 F τ teori =155,1 s b. Pratikum Tegangan(volt)
t=RC
−t RC
V =V f (1−e ) V =V f (1−e
−RC RC
)
V =V f (1−e−1 ) V =V f (1−0,37) V =V f (0,63) V =0,63 . V s V =0,63 .9,67 V
V =6,09 V
(proyeksikan ke sumbu x)
τ V =114 s Kuat Arus (mA)
t=RC
−t
I =I f (e RC ) I =I f (e
−RC RC
)
I =I f (e−1) I =I f (0,37) I =0,37 . I s I =0,37 . 0,30 mA I =0.11 s (proyeksikan ke sumbu x)
τ I =128 s τ=
τ V +τ I 2
τ=
114 s +128 s 2
τ =121 s
|
diff =
|
τ teori −τ praktik 100 ´τ
s−121 s 100 |155,1138,05 s |
diff =
diff =24,70 c. Hubungan Log I dengan Waktu
y=mx +C y=−0,003 x+ 0,502
m=−0,003 τ =RC=
1 2,3 ×m
τ =RC=
1 −2,3×(−0,003)
τ =144,93 s
| |
diff =
τ teori −τ P ×100 τ teori + τ P 2 s−144,93 s |155,1150,015 |× 100
%diff =
%diff =6,78 2. Pengosongan Muatan Kapasitor a. Teori
τ te ori=RC τ teori =33000 Ω. 4,7.10−3 F
τ teori =155,1 s b. Pratikum Tegangan (volt)
t=RC
−t
V =V f (e RC ) V =V f (e
−RC RC
)
V =V f (e−1) V =V f (0,37) V =0,37 . V s V =0,37 .9,67 V
V =3,58 V
(proyeksikan ke sumbu x)
τ V =120 s Kuat Arus (mA)
t=RC
−t
I =I f (e RC ) I =I f (e
−RC RC
)
I =I f (e−1) I =I f (0,37) I =0,37 × I max I =0,37 ×(−0,29) mA
I =−0,1073 mA τ I =116 s τ P=
τV +τI 2
τ P=
120 s+ 116 s 2
τ P=118 s
| |
%diff =
τ teori −τ P τ teori + τ P 2
s−118 s ×100 |155,1136,55 s |
%diff =
%diff =27,17 d. Hubungan Log I dengan Waktu
y=mx +C y=−0,003 x+ 0,537
m=−0,003 τ =RC=
1 2,3 ×m
τ =RC=
1 −2,3×(−0,003)
τ =144,93 s
| |
diff =
τ teori −τ P ×100 τ teori + τ P 2 s−144,93 s |155,1150,015 |× 100
%diff =
%diff =6,78
9 8 7 6
Tegangan (Volt)
5 4 3 2 1 0 0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440
Waktu (s)
Grafik 7. Hubungan antara waktu dan tegangan pada data pengisian II
0.3 0.28 0.26 0.24 0.22 0.2 0.18 0.16
Kuat Arus (mA)
0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440
Waktu (s)
Grafik 8. Hubungan antara waktu dan kuat arus pada data pengisian II. -0.45 -0.55
0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420
-0.65 -0.75 -0.85 -0.95 -1.05 -1.15
Log Kuat Arus (mA)
-1.25 -1.35 -1.45 -1.55 -1.65 -1.75 -1.85 -1.95 -2.05
Waktu (s)
Grafik 9. Hubungan antara waktu dan log kuat arus pada data pengisian II.
10.00 9.00 8.00 7.00 6.00
Tegangan (volt)
5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440
Waktu (s)
Grafik 10. Hubungan antara waktu dan tegangan pada data pengosongan II. 0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440
Axis Title
Waktu (s)
Grafik 11. Hubungan antara waktu dan kuat arus pada data pengosongan II.
-0.4 -0.5
0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
-0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1 -1.1
Log kuat arus (mA)
-1.2 -1.3 -1.4 -1.5 -1.6 -1.7 -1.8 -1.9 -2 -2.1
Waktu (s)
Grafik 12. Hubungan antara waktu dan log kuat arus pada data pengosongan II.
Pengukuran 3 1. Pengisian Muatan Kapasitor a. Teori
τ teori =RC −3
τ teori =33000 Ω. 4,7.10 F τ teori =155,1 s b. Pratikum Tegangan(volt)
t=RC
−t RC
V =V f (1−e ) V =V f (1−e
−RC RC
)
V =V f (1−e−1 ) V =V f (1−0,37) V =V f (0,63) V =0,63 . V s V =0,63 .9,67 V
V =6,09 V
(proyeksikan ke sumbu x)
τ V =115 s Kuat Arus (mA)
t=RC
−t
I =I f (e RC ) I =I f (e
−RC RC
)
I =I f (e−1) I =I f (0,37) I =0,37 . I s I =0,37 . 0,30 mA
I =0.11 s (proyeksikan ke sumbu x)
τ I =120 s τ=
τ V +τ I 2
τ=
115 s+120 s 2
τ =117,5 s
|
diff =
|
τ teori −τ praktik 100 ´τ
s−117,5 s |155,1136,3 |100 s
diff =
diff =27,59 c. Hubungan Log I dengan Waktu
y=mx +C y=−0,004 x +0,501
m=−0,004 τ =RC=
1 2,3 ×m
τ =RC=
1 −2,3×(−0,004)
τ =108.69 s
| |
diff =
τ teori −τ P ×100 τ teori + τ P 2 s−108,69 s |155,1131,89 |× 100
%diff =
%diff =35,19
2. Pengosongan Muatan Kapasitor c. Teori
τ t eori =RC τ teori =33000 Ω. 4,7.10−3 F τ teori =155,1 s d. Pratikum Tegangan (volt)
t=RC
−t
V =V f (e RC ) V =V f (e
−RC RC
)
V =V f (e−1) V =V f (0,37) V =0,37 . V s V =0,37 .9,67 V
V =3,58 V
(proyeksikan ke sumbu x)
τ V =100 s Kuat Arus (mA)
t=RC
−t
I =I f (e RC ) I =I f (e
−RC RC
)
−1
I =I f (e ) I =I f (0,37) I =0,37 × I max I =0,37 ×(−0,29) mA
I =−0,1073 mA τ I =104 s
τ P=
τV +τI 2
τ P=
100 s+ 104 s 2
τ P=102 s
| |
%diff =
τ teori −τ P τ teori + τ P 2
s−102 s × 100 |155,1128,55 s |
%diff =
%diff =25,75 d. Hubungan Log I dengan Waktu
y=mx +C y=−0,004 x +0,503
m=−0,004 τ =RC=
1 2,3 ×m
τ =RC=
1 −2,3×(−0,004)
τ =108.69 s
| |
diff =
τ teori −τ P ×100 τ teori + τ P 2 s−108,69 s |155,1131,89 |× 100
%diff =
%diff =35,19
10 9 8 7 6
Tegangan (Volt)
5 4 3 2 1 0 0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
Waktu (s) Grafik 13. Hubungan antara waktu dan tegangan pada data pengisian III.
330
360
390
420
450
0.4
0.3
Kuat Arus (mA)
0.2
0.1
0 0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440
Waktu (s)
Grafik 14. Hubungan antara waktu dan kuat arus pada data pengisian III.
0 0
30
60
90
120
150
180
210
-0.1 -0.2 -0.3 -0.4
Log Kuat Arus (mA)
-0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1
Waktu (s)
240
270
300
330
360
390
420
Grafik 15. Hubungan antara waktu dan log kuat arus pada data pengisian III.
10.00 9.00 8.00 7.00 6.00
Tegangan (Volt)
5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0
30
60
90
120
150
180
210
240
Waktu (s)
270
300
330
360
390
420
450
Grafik 16. Hubungan antara waktu dan tegangan pada data pengosongan III.
0 -0.02
0
20
40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440
-0.04 -0.06 -0.08 -0.1 -0.12
Kuat Arus (mA)
-0.14 -0.16 -0.18 -0.2 -0.22 -0.24 -0.26 -0.28
Waktu (s) Grafik 17. Hubungan antara waktu d an kuat arus pada data pengosongan III.
Log Kuat Arus (mA)
0 -0.1 0 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1 -1.1 -1.2 -1.3 -1.4 -1.5 -1.6 -1.7 -1.8 -1.9 -2 -2.1 -2.2
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
Waktu (s)
Grafik 18. Hubungan antara waktu dan log kuat arus pada data pengosongan III
330
360
390
420
PEMBAHASAN Dalam praktikum mengenai arus transien terdapat tiga tujuan yaitu pertama mahasiswa dapat mengetahui kurva arus dan tegangan terhadap waktu pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor. Tujuan kedua ialah mahasiswa dapat mengetahui grafik pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor. Dan ketiga ialah mahasiswa dapat mengetahui cara untuk menetukan tetapan waktu kapasitif dan kapasitansi kapasitor berdasarkan kurva arus dan tegangan terhadap waktu. Dalam praktikum arus transien ini kami melakukan dua kegiatan yaitu kegiatan pengisian kapasitor dan pengosongan kapasitor, dan juga kami melakukan pengukuran berulang yaitu sebanyak tiga kali sehingga kami memiliki tiga buah data untuk pengisian dan pengosongan muatan kapasitor. Pada praktikum ini kami menggunakan kapasitor berspesifikasi 4700
μF
3
dan sebuah resistor cincin berspesifikasi 33 ×10 ±5 . Sehingga kami
memperoleh nilai konstanta waktu kapasitif ( τ ) menurut teori ialah 155,1 sekon. Pada kegiatan pengisian muatan kapasitor, kami memperoleh nilai konstanta waktu kapasitif ( τ ) terhadap tegangan dalam data pertama ialah ialah sebesar
120 s
120 s
τ teori dan
sehingga besar %diff antara
dan pada kuat arus
τ praktikum dalam data
pertama ialah 25,52% sedangkan pada analisis grafik hubungan antara Log I terhadap waktu kami memperoleh
τ
nya sebesar
144,93 s
6,78 . Pada data
besar %diff nya ialah
kedua untuk kegiatan pengisian muatan kapasitor kami memperoleh
114 s
dan
τ kuat arus
ialah sebasar
τ praktikum dalam data kedua ialah
121 s
24,70
sehingga besar %diff antara
115 s
dan
ialah sebasar
τ praktikum dalam data ketiga ialah kapasitif log I terhadap waktu, %diffnya ialah
τ
τ
120 s 27,59
τ teori dan
nya sama besar dengan data
6,78 . Pada data ketiga kami memperoleh
τ kuat arus
ialah
sedangkan pada analisis grafik hubungan
antara Log I terhadap waktu kami memperoleh pertamayakni sebesar
τ tegangan
τ tegangan
sehingga besar %diff antara
ialah
τ teori dan
sedangkan untuk nilai konstanta waktu
yang peroleh ialah sebesar
108.69 s
sehinggan
35,19 .
Pada kegiatan pengosongan muatan kapasitor, kami memperoleh nilai konstanta waktu kapasitif ( τ ) terhadap tegangan dalam data pertama ialah ialah sebesar
116 s
sehingga besar %diff antara
108 s
τ teori dan
dan pada kuat arus
τ praktikum dalam data
pertama ialah 23,89% sedangkan pada analisis grafik hubungan antara Log I terhadap waktu
kami memperoleh
τ
108,69 s
nya sebesar
35,19 . Pada
besar %diff nya ialah
τ tegangan
data kedua untuk kegiatan pengisian muatan kapasitor kami memperoleh
120 s
dan
τ kuat arus
ialah sebasar
τ praktikum dalam data kedua ialah
116 s
27,17
τ tegangan
sehingga besar %diff antara
ialah
τ teori dan
τ
100 s
nya yakni sebesar dan
6,78 . Pada data
τ kuat arus ialah sebasar
τ praktikum dalam data ketiga ialah
sedangkan untuk nilai konstanta waktu kapasitif log I terhadap waktu, ialah sebesar
τ teori dan
sedangkan pada analisis grafik hubungan
antara Log I terhadap waktu kami memperoleh ketiga kami memperoleh
sehingga besar %diff antara
ialah
τ
104 s
25,75
yang peroleh
108.69 s sehinggan %diffnya ialah 35,19 .
Besar nilai konstanta waktu kapasitif ( τ ) berdasarkan praktikum jika kita bandingkan dengan besar nilai konstanta waktu kapasitif ( τ ) berdasarkan teori terdapat nilai %diff yang lumayan jauh berbeda sehingga dapat disimpulkan hasil praktikum yang kami peroleh melenceng dengan hasil teorinya. Hal tersebut dapat terjadi karena adanya kesalahan dari praktikan dalam pengamatan nilai tegangan dan kuat arus serta waktu pada stopwatch. Namun hasil praktikum yang kami peroleh telah sesuai dengan teori yang dimana pada proses pengisian muatan kapasitor untuk tegangan mengalami peningkatan nilai yang semakin lambat terhadap waktu dan pada kuat arus mengalami penurunan nilai yang semakin lambat terhadap waktu hingga kuat arus mengalami keadaan konstan. KESIMPULAN 1. Pada proses pengisian muatan kapasitor, bentuk kurva pada tegangan ialah kurva naik atau berbanding lurus karena sedangkan pada kuat arus, bentuk kurvanya ialah turun atau berbanding terbalik. Pada proses pengosongan muatan kapasitor, bentuk kurva pada tegangan dan kuat arus adalah kurva turun atau berbanding terbalik. 2. Pada proses pengisian muatan kapasitor, hubungan antara tegangan terhadap waktu adalah berbanding lurus artinya semakin banyak atau lamanya waktu yang dibutuhkan maka tegangannya akan semakin besar pula begitupun sebaliknya sedangkan hubungan antara kuat arus terhadap waktu ialah berbanding terbalik artinya semakin besar atau lamanya waktu yang digunakan maka semakin kecil kuat arusnya begitupun sebaliknya. Pada proses pengosongan muatan kapasitor, tegangan maupun kuat arus berbanding terbalik terhadapat waktu yang berarti semakin besar atau lamanya waktu yang digunakan maka semakin kecil kuat arusnya begitupun sebaliknya.
3. Cara menentukan nilai konstanta waktu kapasitif ( τ ) berdasarkan kurva arus dan tegangan pada proses pengisian ialah dengan menarik garis pada sumbu y dari hasil perkalian 0, 63 untuk tegangan maksimum dan 0,37 untuk kuat arus maksimum lalu
hubungkan garis pada sumbu y ke sumbu x sehingga diperoleh nilai konstanta waktu kapasitif terhadap tegangan dan kuat arus. Sedangkan pada proses pengosongan, setelah menarik garis pada sumbu y dari hasil perkalian 0,37 untuk tegangan dan kuat arus maksimum, garis pada sumbu y tersebut kemudian dihubungkan dengan menarik garis lagi pada sumbu x sehingga diperoleh waktu tegangan dan kuat arus dari pengosongan tersebut. Dan cara menentukan kapasitansi pada kapasitor ialah dengan melihat langsung pada cover atau pembungkus kapasitornya, pada saat praktikum kapasitor tidak terisi penuh karena untuk mengisi kapasitor secara penuh yang sesuai dengan kapasitansinya membutuhkan waktu yang lama. DAFTAR PUSTAKA Bakri, Abdul Haris, M. Agus Martawijaya dan Muh. Saleh. 2015. Dasar-Dasar Elektronika. Edukasi Mitra Grafika: Makassar. Bakri, Abdul Haris dan Muh. Saleh. 2016. Penuntun Praktikum Elektronika Dasar 1. Universitas Negeri Makassar: Makassar. Hasibuan, Rachman dan Naemah Mubarakah. 2007. Rangkaian Listrik II. Universitas Sumatera Utara: Medan. Kanzzas, Eric. 2010. Rangkaian Transien. https://id.scribd.com/doc/36882519/Rangkaiantransien diakses tanggal 29 Oktober 2016 pukul 21.13
