Kapasitor

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR II

“RANGKAIAN KAPASITOR PARALEL”

Oleh:

Nama                           : Rahdi

NPM                           : A1E011025

Semester                      : II A

Kelompok                   : I ( satu )         

Tanggal  praktikum     : Kamis, 10 Mei 2012

Asisten Dosen             : Erwin Gultom

(A1E009058)

UNIVERSITAS BENGKULU

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

LABORATORIUM PENGAJARAN FISIKA

2012

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

 Dalam dunia elektronika tentunya tidak terlepas dari hal yang namanya kapasitor. Komponen ini sangat penting dalam dunia elektronika itu sendiri. Dalam pemasangannya terdapat berbagai macam type rangkaian dan satu sama lain bisa dikombinasikan. Contoh yang sering kita lihat adalah pada keyboard yaitu kapasitor dengan plat sejajar. Selain itu juga kapasitor banyak terdapat pada elektronik yang lain. Dalam percobaan yang akan dilakukan kali ini adalah kapasitor dengan rangkaian parallel dan bagaimana dielektrik yang melapisi plat pada kapasitor. Hal ini tentunya akan berkaitan dengan  nilai kapasitansi yang terdapat dalam rangkaian begitu juga dengan tegangan yang dihasilkan. Maka dari itu kami akan melakukan percobaan mengenai hal tersebut.

1.2  Rumusan Masalah

Bagaimana  nilai kapasitas, tegangan, dan muatan pada rangkaian kapasitor parallel ?

1.3  Tujuan

Mempelajari nilai kapasitas, tegangan, dan muatan pada rangkaian kapasitor yang disusun secara paralel.

1.4  Definisi Istilah

a.       Arus listrik adalah Aliran partikel-partikel bermuatan listrik .arus listrik mengalir dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial rendah.

b.      Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron.

c.       Kapasitas kapasitor adalah banyak muatan yang tersimpan dalam kapasitor ketika di hubungkan dengan beda potensial tertentu.

d.      Kapasitor adalah komponen listrik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik.

e.       Rangkaian kapasitor paralel : dua kapasitor yang disusun secara sejajar.

f.       Tegangan adalah sebuah kerja yang dilakukan terhadap gaya-gaya listrik dalam mengalirkan satu satuan muatan uji positif dari kedudukan semula ke kedudukan akhir

1.5  Hipotesis

Dari nilai kapasitansi, tegangan, dan muatan akan saling memberikan pengaruh dan nilai yang dihasilkan sehingga satu sama lain saling bergantungan.

1.6  Tinjauan Pustaka

Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan arus listrik dalam bentuk muatan. sebuah kapasitor pada dasarnya terbuat dari dua buah lempengan logam yang saling sejajar satu sama lain dan diantara kedua logam tersebut terdapat bahan isolator yang sering disebut dielektrik.
Bahan dielektrik tersebut dapat mempengaruhi nilai dari kapasitansi kapasitor tersebut. adapun bahan dielektrik yang paling sering dipakai adalah keramik, kertas, udara, metal film dll.
Suatu kapasitor mempunyai satuan yaitu Farad (F), yang menemukan adalah Michael Faraday(1791-1867) pada dasarnya kapasitor dibagi menjadi 2 bagian yaitu kapasitor Polar dan Non Polar, berikut penjelasanya :

* Kapasitor Polar adalah kapasitor yang kedua kutubnya mempunyai polaritas positif dan negatif, biasanya kapasitor Polar bahan dielektriknya terbuat dari elketrolit dan biasanya kapasitor ini mempnyai nilai kapasitansi yang besar dibandingkan dengan kapasitor yang menggunakan bahan dielektrik kertas atau mika atau keramik.Lihat pada gambar di bawah.

* Kapasitor Non Polar adalah kapasitor yang yang pada kutubnya tidak mempunyai polaritas artinya pada kutup kutupnya dapat dipakai secara berbalik. biasanya kapasitor ini mempunyai nilai kapasitansi yang kecil dan bahan dielektriknya terbuat dari keramik, mika dll.
Satuan satuan yang sering dipakai untuk kapasitor adalah :

* 1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad).
* 1 µFarad = 1.000 nF (nano Farad).
* 1 nFarad = 1.000 pF (piko Farad).

Sifat dasar sebuah kapasitor adalah dapat menyimpan muatan listrik, dan kapasitor juga mempunyai sifat tidak dapat dilalui arus DC (direct Current) dan dapat dilalui arus AC (alternating current) dan juga dapat berfungsi sebagai impedansi (resistansi yang nilainya tergantung dari frekuensi yang diberikan). kapasitor berdasarkan nilai kapasitansinya dibagi menjadi 2 bagian:
* kapasitor tetap adalah seperti yang telah saya jelaskan diatas.
* kapasitor variable adalah kapasitor yang dapat diubah nilainya. Biasanya kapasitor ini digunakan sebagai tuning pada sebuah radio. Ada 2 macam kapasitor variable yaitu varco (variable Capacitor) dengan inti udara dan varaktor ( dioda varaktor). Pada dasarnya varaktor adalah sebuah Dioda tetapi dipasang terbalik, dioda varaktor dapat mengubah kapasitansi dengan memberikan tegangan reverse kepada ujung anoda dan katodanya. Biasanya varaktor digunakan sebagai tuning pada radio digital dengan fasilitas auto search.
Fungsi kapasitor adalah pada rangkaian rangkaian elektronika biasanya adalah sebagai berikut:
* Kapasitor sebagai kopling, dilihat dari sifat dasar kapasitor yaitu dapat dilalui arus ac dan tidak dapat dilalui arus dc dapat dimanfaatkan untuk memisahkan 2 buah rangkaian yang saling tidak berhubungan secara dc tetapi masih berhubungan secara ac(signal), artinya sebuah kapasitor berfungsi sebagai kopling atau penghubng antara 2 rangkaian yang berbeda.

* Kapasitor berfungsi sebagai filter pada sebuah rangkaian power supply, yang saya maksud disini adalah kapasitor sebagai ripple filter, disini sifat dasar kapasitor yaitu dapat menyimpan muatan listrik yang berfungsi untuk memotong tegangan ripple.
* Kapasitor sebagai penggeser fasa.
* Kapasitor sebagai pembangkit frekuensi pada rangkaian oscilator.
* Kapasitor digunakan juga untuk mencegah percikan bunga api pada sebuah saklar.

(http://www.gudangmateri.com/2010/04/definisi-dan-perkembangan-kapasitor.html) di akses 8 mei 2012

Kapasitor – kapasitor yang disusun secara parallel,seperti pada gambar di bawah ini memperlihatkan tiga kapasitor yang dihubungkan sejajar. Kapasitan tunggal C ekivalen dengan kombinasi, artinya bahwa jika kombinasi sejajar tersebut dan kapasitor tunggal tersebut seandainya masing – masing berada di dalam sebuah kotak dengan kawat – kawat a dan b yang dihubungkan ke terminal – terminalnya, maka tidak mungkin membedakan kedua-duanya dengan melakuka pengukuran – pengukuran listrik di luar kotak tersebut.

                                                                 a

                                                                       C₁                 C₂                     C₃

                                                                 b

Perbedaan poensial melalui masing – masing kapasitor di dalam sebuah susunan sejajar adalah sama. Hal ini dapat disimpulkan karena semua plat di sebelah atas dihubungkan bersama – sama dan dihubungkan ke terminal a sedangkan semua plat disebelah bawah dihubungkan bersama –sama dan dihubungka ke terminal b (Halliday.1984: 148).

Kapasitansi ekivalen dari dua kapasitor parallel adalah rasio antara muatan total tersimpan dengan beda potensial :

Ceq =  = C­­₁ + C₂

Jadi, kapasitansi ekivalen dua kapasitor paralel besarnya sama dengan jumlah kapasitor tunggal , yaitu

Ceq = C1 + C2 + C3 + ………

           

(Tipler.1996:124)

Efek total dari menghubungkan kapasitor secara paralel adalah untuk menaikkan kapasitansi. Hal ini masuk akal karena pada intinya kita menambah luas pelat - pelat di mana muatan data tertumpuk (Giancolli,2001:109).

Kapasitor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik, dan secara sederhana terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik) tiap konduktor di sebut keping. Kapasitor atau disebut juga kondensator adalah alat (komponen) listrik yang dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik untuk sementara waktu. Pada prinsipnya sebuah kapasitor terdiri atas dua konduktor (lempeng logam) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator). Isolator penyekat ini sering disebut bahan (zat) dielektrik.

Zat dielektrik yang digunakan untuk menyekat kedua penghantar dapat digunakan untuk membedakan jenis kapasitor. Beberapa kapasitor menggunakan bahan dielektrik berupa kertas, mika, plastik cairan dan lain sebagainya.

Kegunaan kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah:

a.       mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung      kumparan, bila tiba-tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan

b.      menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik

c.       memilih panjang gelombang pada radio penerima

d.      sebagai filter dalam catu daya (power supply)

Bentuk-bentuk  kapasitor,antara lain :  

a.       kapasitor kertas (besar kapasitas 0,1 F)

b.      kapasitor elektrolit (besar kapasitas 105 pF)

c.       kapasitor variabel (besar kapasitas bisa di ubah-ubah dengan nilai kapasitas maksimum 500 pF) 

Ketika kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan (misalnya baterai atau sumber tegangan yang lain) kapasitor akan menyimpan muatan. Besarnya kapasitas muatan yang tersimpan dalam kapasitor disebut kapasitas kapasitor. Besarnya kapasitas kapasitor disebut kapasitansi.

Kapasitas kapasitor adalah banyak muatan yang tersimpan dalam kapasitor ketika di hubungkan dengan beda potensial tertentu. Besarnya kapasitansi (C) adalah.

C =

Keterangan:

C = kapasitas kapasitor,farad

q  = muatan yang tersimpan,coulomb

V = beda potensial, volt

(Asrianto.2010:2)

BAB II

METODELOGI

2.1  Alat dan Bahan

1.      Meter Dasar 90/ Basicmeter (1)

2.      Kabel Penghubung Merah (2)

3.      Kabel Penghubung Hitam (2)

4.      Papan Rangkaian (1)

5.      Jembatan Penghubung (4)

6.      Kapasitor 470 µF (1)

7.      Kapasitor 1000 µF (1)

8.      Catu Daya (1)

2.2  Langkah Kerja

1.      Jembatan penghubung pengganti skalar satu kutub dipasang pada papan rangkaian, dan catu daya dihidupkan terlebih dahulu.

2.      Tegangan (V1) pada Kapasitor (C1) dibaca dan hasilnya dicatat pada table hasil pengamatan.

3.      Meter dasar dipindahakan, tegangan (V2) pada Kapasitor (C2) dibaca dan hasilnya dicatat pada table hasil pengamatan.

4.      Meter dasar dipindahakan lagi, tegangan (V_tot) pada Kapasitor (C_tot) dibaca dan hasilnya dicatat pada table hasil pengamatan.

5.      Langkah pertama sampai terakhir di ulangi dengan sumber tegangan berbeda, kemudian hasil pengamatan dicatat pada table hasil pengamatan.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1  Data

Tegangan Sumber	V1	V2	Vtot	Q1=C1V1	Q2=C2V2	Qtot=Q1+Q2	Ctot=	C1+C2
3 V	3.8 V	3.8 V	3.8 V	1,786 x 10 -3 C	3,8 x 10 -3 C	5,586 x 10 -3 C	1,47 x 10 -3F	1,47 x 10 -3F
6 V	7,6 V	7,6 V	7,6V	3,572 x 10 -3C	7,6 x 10 -3 C	5,586 x 10 -3 C	1,47 x 10 -3F	1,47 x 10 -3F

3.2  Perhitungan

1.      Perhitungan untuk nilai muatan (Q)

a.       Pada Tegangan Sumber 3 V

Q₁  = C₁V₁

= 470 µF x 3,8 V

= 1,786 x 10 ^-3 C

Q₂  = C₂V₂

= 1000 µF x 3,8 V

= 3,8 x 10 ^-3C

Q_tot = Q₁+Q₂

= 1,786 x 10 ^-3 C + 3,8 x 10 ^-3C

= 5,586 x 10 ^-3C

b.      Pada Tegangan Sumber 6 V

Q₁  = C₁V₁

= 470 µF x 7,6 V

= 3,572 x 10 ^-3 C

Q₂  = C₂V₂

= 1000 µF x 7,6V

= 7,6 x 10 ^-3C

Q_tot = Q₁+Q₂

=  3,572 x 10 ^-3C + 7,6 x 10 ^-3C

= 5,586 x 10 ^-3 C

2.      Perhitungan untuk nilai kapasitas (C)

a.       Pada Tegangan Sumber 3 V

C_tot  =

=

= 1470 µF

C₁+C₂ = 470 µF + 1000 µF

= 1,47x 10 ^-3 F

b.      Pada Tegangan 6 V

C_tot  =

=

= 1,47 x 10 ^-3F

C₁+C₂ = 470 µF + 1000 µF

= 1,47 x 10 ^-3F

3.3  Pembahasan

pada percobaan rangkaian kapasitor yang di susun secara paralel ini bertujuan untuk mempelajari nilai kapasitas, tegangan, dan muatan pada rangkaian. Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah papan rangkaian, catu daya, kabel merah dan hitam, saklar satu kutub, basic meter 90, jembatan penghubung, kapasitor 470 µF, dan kapasitor 1000 µF. Kemudian alat-alat tersebut disusun sesuai petunjuk pada modul dan disesuaikan dengan gambar yang ada pada modul tersebut. Langkah pertama yang dilakukan adalah memasang alat-alat tersebut sesuai dengan langkah pada modul percobaan sehingga rangkaian tersusun secara paralel. Selanjutnya adalah menghitung nilai kapasitor 470 sebagai C1 dan tegangan yang dihasilkan pada basic meter sebagai V dengan 3 volt dan dilanjutkan dengan 6 volt pada catu daya. Setelah itu dilanjutkan dengan menghitung V2 yaitu pada kapasitor 1000 sebagai C2.  Besar tegangan yang digunakan sama yaitu 3 dan 6 volt. Sedangkan untuk mengetahui tegangan totalnya yaitu dengan meletakkan masing-masing kabel dari basic meter pada kapasitor 470 dan satu lagi pada kapasitor 1000. Lalu baca skala yang terlihat pada basic meter.

Dari percobaan yang sudah dilakukan, untuk pengukuran dengan sumber tegangan 3 volt diperoleh nilai tegangan yang terbaca pada voltmeter yaitu 3,8 volt pada kapasitor 470 sedangkan pada kapasitor 1000, nilai tegangan yang dihasilkan sama. Kemudian pengukuran nilai tegangan dengan sumber tegangan 6 volt, nilai tegangan yang dihasilkan pada kapasitor 470 dan 1000 pun sama yaitu 7,6 volt. Dan untuk nilai tegangan total yang pada rangkaian tersebut sama. Maksudnya nilai tegangan sebelumnya sama dengan nilai tegangan totalnya dengan sumber tegangan 3 volt, nilai tegangan total yang dihasilkan adalah 3,8 volt. Begitu juga dengan nilai tegangan dengan sumber tegangan 6 volt, tegangan total yang dihasilkan adalah 7,6 volt hal ini sama pada nilai tegangan yang dihasilkan sebelumnya.

Untuk mengetahui nilai muatan yang terdapat dalam rangkaian adalah dengan mengalikan tegangan dan kapasitor.  Hingga didapat dua nilai berbeda dari tiap tegangan sumber. Pada tegangan sumber 3 volt, diperoleh nilai muatan 1,786x10 ^-3C untuk kapasitor 470 µF dan 3,8x10 ^-3C untuk kapasitor 1000 µF. Pada tegangan sumber 6 volt, diperoleh nilai muatan 3,572x10 ^-3C untuk kapasitor 470 µF dan 7,6x10 ^-3 µColoumb untuk kapasitor 1000 µF. Kemudian nilai muatan total didapat dari hasil akumulasi dua nilai sebelumnya sebesar 5,586x10 ^-3 C untuk tegangan sumber 3 volt dan 5,586x10 ^-3C untuk tegangan sumber 6 volt.

Nilai kapasitas total diperoleh dari muatan total dan tegangan total. Dimana muatan total dibagi oleh tegangan total yang kemudian mendapatkan hasil dengan nilai 1,47x10 ^-3 F. Nilai ini adalah sama dengan nilai dari akumulasi dua kapasitor yang digunukan, sehingga dapat dirumuskan:

C_tot = C₁ + C₂

Sehingga dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa nilai kapasits, tegangan, dan muatan pada rangkaian kapasitor yang disusun paralel memiliki sifat-sifatnya. Pada kapasitor itu sendiri diketahui bahwa berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Sehingga apabila kabel yang terhubung ke kapasitor dilepas secara tiba-tiba maka muatan listrik akan tersimpan ke kapasitor. Dan perlu diperhatikan juga dalam menghidupan dan mematikan saklar. Dalam percobaan yang sudah dilakukan, saklar berfungsi menghubungkan dan mematikan arus yang mengalir dari sumber tegangan.

Namun dari percobaan yang telah dilakukan, ada beberapa faktor yang mempengaruhi hasil dari percobaan tersebut. Faktor tersebut bisa dari alat yang digunakan dan juga faktor pengamatan terhadap basic meter yang tentunya mempengaruhi hasil percobaan.

BAB IV

PENUTUP

4.1  Simpulan

Dari hasil percobaan yang sudah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1. Nilai kapasitas (C) pada rangkaian kapasitor yang disusun paralel merupakan jumlah dari kapasitas kapasitor yang ada:

C_tot = C₁ + C₂

2. Nilai tegangan (V) pada rangkaian kapasitor yang disusun paralel sama dengan hubungan:

 V_tot = V₁ = V₂

3. Nilai Muatan (Q) pada rangkaian kapasitor yang disusun paralel merupakan jumlah dari muatan yang ada pada kapasitor:

Q_tot = Q₁ + Q₂

4.2  Saran

1)      Hendaknya pratikan memahami konsep percobaan yang akan dilakukan.

2)      Hendaknya praktikan lebih menguasai langkah-langkah percobaan dan materi yang diberi.

3)      Sebaiknya anggota kelompok saling berkoordinasi..

4)      Hendaknya praktikan untuk lebih disiplin dan tepat waktu

DAFTAR PUSTAKA

Asrianto. 2010. Kapasitor. www.edukasi .net.

(04/25/2012, 14:30WIB)

      Anonim, 2012.kapasitor. (http://www.gudangmateri.com/2010/04/definisi-dan-perkembangan-kapasitor.html) di akses 8 mei 2012

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika. Jakarta: Erlangga

Halliday, David. 1984.  Fisika. Jakarta: Erlangga

Tipler, Pual A. 1996. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga