LAPORAN EKSPERIMEN KAPASITOR

Bukaelektro.com

PENGISIAN DAN PENGOSONGAN KAPASITOR

Oleh: Mahasiswa Jurusan Fisika

Abstrak

Telah dilakukan eksperimen pengisian dan pengosongan kapasitor yang dilaksanakan pada hari Sabtu, tanggal 27 November 2010 pukul 13.30 sampai dengan 16.00 WIB di Laboratorium Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Bandung. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk memahami proses pengisian dan pengosongan muatan dalam kapasitor. Dari hasil eksperimen diperoleh bahwa Konstanta waktu (τ) untuk pengisian kapasitor 2200 μF adalah sebesar 62,5 sedangkan konstanta waktu (τ)  untuk pengosongannya sebesar 34,3.  

Kata kunci : Kapasitor, muatan, pengisian dan pelepasan , konstanta waktu.

Abstract

Have been conducted the experiment for charge and discharge capacitor executed on Saturday, date of 27 November 2010 beating 13.30 up to 16.00 WIB in Laboratory of Physics, Faculty Of Science and Technology, University Of Bandung. Intention of this attempt is to know charge and discharge process in capacitor. From this experiment getting that time constant (τ) for charging capacitor 2200 μF is 62,5 and time constant (τ) for discharging capacitor is 34,3.  

Keywords : Capacitor, charge, charging and discharging, time constant.

I.   PENDAHULUAN.

1.1  Tujuan

1. Mengamati ayunan fisis
2. Menentukan momen inersia batang aluminium
3. Menentukan percepatan gravitasi bumi

1.2  Dasar Teori

Rangkaian RC adalah rangkaian yang terdiri atas hambatan (R) dan kapasitor (C) yang dihubungkan dengan sumber tegangan.

Pengisisan Muatan (Charge)

Pada proses pengisisan diasumsikan bahwa kapasitor mula mula tidak bermuatan. saat saklar ditutup pada t=0 dan muatan mengalir melalui resistor dan mengisi kapasitor. Berdasarkan hukum Kirchoff, maka diperoleh muatan sebagai fungsi waktu sebagai :

Pelepasan Muatan (Discharge)

Pada proses pelepasa muatan potensial mula mula kapasitor adalah V_c=Q/C, sedangkan potensial pada resistor sama dengan nol. Setelah t=0, mulai terjadi pelepasan muatan dari kapasitor.

Berdasarkan  hukum kirchoff berlaku muatan sebagai fungsi waktu ditulis sebagai :

II.   METODE

2.1.Waktu & Tempat

Hari/ tanggal         :  Sabtu, 27 November 2010

Waktu                   :  13.30 – 16.00  WIB

Tempat                  : Laboratorium Fisika Fak. Sains dan Teknologi Kampus Bandung.

2.2.Alat & Bahan

1.      Kapasitor

2.      Resistor

3.      Projectboard

4.      Catu Daya

5.      Multimeter

2.3.Cara Kerja

Percobaan ke-1 (Pengisian muatan listrik pada kapasitor)

Menyusun rangkaian seperti gambar, kemudian menghitungn besar hambatan pada resistor (R) dan mencatat besar kapasitansi kapasitor (C). Memasangkan Voltmeter pada C₁ kemudian menutup saklar S₁ dan mencatat besar tegangan pada voltmeter setiap 10 detik selama 50 detik. menghitung nilai waktu yang diperlukan untuk mencapai tegangan pada kapasitor maksimum.

Percobaan ke-2 (Pengosongan muatan listrik pada kapasitor)

Pada percobaan ini, sebelumnya kapasitor diisi dengan muatan listrik dulu dengan cara memasangkan voltmeter pada C₁ kemudian menutup saklar S₁ dan tunggu hingga tegangan pada kapasitor yang terukur pada voltmeter maksimum. Setelah V_c maksimum, saklar S₁ dibuka kemudian mencatat besar V_c yang terukur pada voltmeter setiap 10 detik selama 50 detik juga. 

III.       HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1  Hasil Percobaan

Percobaan ke-1 (Pengisian muatan listrik pada kapasitor)

ε = 9 volt, resistor (R) = 10.000 Ω, kapsitor (C) = 2200 μF

PERC. KE	ε  ggl (volt)	waktu (sekon)	Tegangan (volt)	v/ ε	Ln v/ ε
1	9	10	4,4	0,49	-0,71
2	9	20	6,0	0,60	-0,51
3	9	30	7,2	0,80	-0,22
4	9	40	7,8	0,86	-0,15
5	9	50	8,4	0,93	-0,07

           

Percobaan ke-2 (Pengosongan muatan listrik pada kapasitor)

ε = 9 volt, resistor (R) = 10.000 Ω, kapsitor (C) = 2200 μF

PERC. KE	ε  ggl (volt)	waktu (sekon)	Tegangan (volt)	Ln v
1	9	10	5,8	1,75
2	9	20	4,4	1,48
3	9	30	3,2	1,16
4	9	40	2,4	0,87
5	9	50	1,8	0,59

 

3.1  Pembahasan

Kapasitor adalah komponen elektronik yang berfungsi sebagai penyimpan muatan listrik. Kemampuan suatu kapasitor untuk menyimpan muatan tersebut disebut kapasitansi. Kapasitansi kapasitor merupakan perbandingan antara muatan yang disimpannya dengan beda potensial antara konduktor-konduktornya. Sehingga kapasitansi tiap kapasitor berbeda-beda.

Dalam percobaan ini digunakan rangkaian RC (Resistor-Kapasitor). Pada saat rangkaian dihubungkan dengan sumber tegangan, teramati adanya muatan yang bertambah pada kapasitor seiring bertambahnya waktu hingga muatan itu konstan.  Pada percobaan kedua, setelah kapasitor mencapai tegangan maksimum, kemudian rangkaian dibuka ternyata kapasitor membutuhkan waktu tertentu hingga mutannya kosong/ habis.

Dari hasil pengolahan data menggunakan MS-Excell (metode grafik), diperoleh bahwa konstanta waktu  pengisian kapasitor 2000 µF sebesar 62,5, dan konstanta waktu (τ) pengosongannya sebesar 34,4. Sedangkan menurut perhitungan langsung adalah 22. Perbedaan ini disebabkan karena pada saat percobaan pengisian muatan, muatan  dalam kapasitor tidak benar-benar kosong karena baru selesai digunakan dan percobaan tidak diamati sampai tegangan kapasitor itu konstan. Begitu juga pada percobaan pengosongan, kami tidak mengamati muatan dalam kapasitor sampai kosong (nol) berhubung waktu yang terbatas.

IV. KESIMPULAN

Dari eksperimen yang telah dilakukan,  teramati adanya proses pengisian muatan ke dalam kapasitor. Kapasitor membutuhkan waktu tertentu untuk memasukan dan mengeluarkan muatan listrik. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa konstanta waktu (τ) pengisian kapasitor sebesar 62,5 sedangkan konstanta waktu  pengeluarannya sebesar 34,4.

DAFTAR PUSTAKA

Serway, R. “Physic for scientist & Engineerings With Modern Physic”, James Madison University Harisson Burg, Viriginia, 1989.

      

Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid I ” Erlangga (Terjemahan).

Tipler, P. ”Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid I” Erlangga (Terjemahan).