Disusun oleh Kholida Khoirunnisa (XII IPA 3 / 01)
SMA Negeri 1 Wonosari 2011
Menyelidiki sifat-sifat kapasitor
A. 3 buah baterai B. 3 buah kapasitor 2200F C. 1 buah lampu D.
Kabel penghubung secukupnya
Kapasitor adalah alat yang dapat menyimpan muatan dan energi
listrik. Kapasitor terdiri atas dua keping konduktor yang ruang di
antaranya diisi oleh
dielektrik (penyekat), misalnya udara atau kertas. Kedua
konduktor diberimuatan sama besar namun berlawanan jenis (yang satu
bermuatan positif, yang satu bermuatan negatif). Kemampuan
kapasitor dalam menyimpan muatan listrik dinyatakan dalam besaran
kapasitas (atau kapasitansi). Satuan SI untuk kapasitas adalah
farad (F) untuk menghormati Michael Faraday yang berjasa besar
dalam bidang elektromagnetik. Kapasitas dapat pula dirumuskan
sebagai perbandingan antara muatan yang disimpan pada tiap keping
dengan beda potensial yang diciptakan antarkeping.
C = Kapasitas kapasitor (F) q = muatan pada keping (C) V = Beda
potensial antarkeping (Volt)
A. Pengamatan pertama 1. Merangkai tiga buah baterai dengan
sebuah kapasitor seperti pada gambar 1. Menghubungkan kutub positif
baterai dengan kutub positif kapasitor dan sebaliknya menggunakan
kabel penghubung.
Gambar 1
2. Menunggu selama 3 menit. 3. Memutuskan salah satu kabel yang
menghubungkan baterai dengan kapasitor. Lalu menghubungkan
kapasitor tersebut dengan sebuah lampu seperti pada gambar 2.
Gambar 2
4. Mengamati yang terjadi. B. Pengamatan kedua 1. Merangkai tiga
buah baterai dengan tiga buah kapasitor dengan susunan seri seperti
pada gambar 3. Menghubungkan kutub positif baterai dengan kutub
positif kapasitor dan sebaliknya menggunakan kabel penghubung.
Gambar 3
2. Menunggu selama 3 menit. 3. Memutuskan salah satu kabel yang
menghubungkan baterai dengan kapasitor. Lalu menghubungkan
kapasitor tersebut dengan sebuah lampu seperti pada gambar 4.
Gambar 4
4. Mengamati yang terjadi. C. Pengamatan ketiga 1. Merangkai
tiga buah baterai dengan tiga buah kapasitor secara paralel seperti
pada gambar 5. Menghubungkan kutub positif baterai dengan kutub
positif kapasitor dan sebaliknya menggunakan kabel penghubung.
Gambar 5
2. Menunggu selama 3 menit. 3. Memutuskan salah satu kabel yang
menghubungkan baterai dengan kapasitor. Lalu menghubungkan
kapasitor tersebut dengan sebuah lampu seperti pada gambar 6.
Gambar 6
4. Mengamati yang terjadi
Percobaan ke1 2 3
Jumlah kapasitor 1 buah 3 buah 3 buah
Lama pengisian muatan 3 menit 3 menit 3 menit
Lampu
Keterangan
Nyala, lalu padam Nyala redup, lalu padam Nyala terang, lalu
padam
Kapasitor tersusun seri Kapasitor tersusun paralel
A. Percobaan pertama Pada percobaan pertama, mula-mula sebuah
kapasitor dihubungkan dengan tiga buah baterai dalam suatu
rangkaian tertutup. Hal ini dimaksudkan agar muatan listrik pada
baterai dapat dialirkan ke kapasitor. Kemudian setelah 3 menit,
salah satu kabel penghubungnya diputus, lalu kapasitor dihubungkan
ke sebuah lampu. Berdasarkan hasil pengamatan, lampu pada percobaan
pertama menyala sebentar, lalu padam. Muatan listrik dapat
dialirkan ke lampu tanpa sambungan/hubungan langsung dari baterai
(sebagai sumber listrik). Terbukti
bahwa kapasitor menyimpan muatan listrik dari baterai, lalu
mengalirkannya ke lampu. Lampu menyala sebentar karena kapasitor
yang dipakai tidak bisa menyimpan terlalu banyak muatan listrik. B.
Percobaan kedua Percobaan kedua hampir sama dengan percobaan
pertama, namun kapasitor yang menyimpan muatan listrik ada 3 buah
dan disusun secara seri. Lampu yang dihubungkan dengan kapasitor
setelah dialiri muatan listrik dari baterai, menyala redup sebentar
lalu padam. Berdasarkan gambar di samping, muatan listrik yang
mengalir dari ketiga baterai (ketiga baterai dianggap sebagai satu
kesatuan) adalah sama pada setiap kapasitor yang dilaluinya
(q=q1=q2=q3). Sedangkan beda potensial total adalah jumlah beda
potensial pada setiap titik (V=V1+V2+V3).
(
)
persamaan 1
atau dapat ditulis
(
)
persamaan 2
Persamaan 1 dan 2 dapat disubstitusikan menjadi persamaan 3
Persamaan 3 dapat diperluas menjadi
persamaan 4
C. Percobaan ketiga Percobaan ketiga hampir sama dengan
percobaan kedua, namun ketiga kapasitor disusun secara paralel.
Lampu yang dihubungkan dengan kapasitor setelah dialiri muatan
listrik dari baterai, menyala terang sebentar lalu padam.
Berdasarkan gambar di samping, muatan listrik total yang mengalir
dari ketiga baterai (ketiga baterai dianggap sebagai satu kesatuan)
adalah jumlah dari muatan listrik di setiap kapasitor (q=q1+q2+q3).
Sedangkan beda potensial (V=V1=V2=V3). adalah sama pada setiap
titik/kapasitor
(
)
persamaan 5 persamaan 6
Persamaan 5 dan 6 dapat disubstitusikan menjadi persamaan 7
Persamaan 7 dapat diperluas menjadi persamaan 8 D. Perhitungan
kapasitas kapasitor Dengan persamaan 4, kita dapat menghitung
kapasitas total pada percobaan kedua :
F Dengan persamaan 8, kita dapat menghitung besar kapasitas
total pada percobaan ketiga:
Berdasarkan hasil perhitungan kapasitas kalor, terlihat bahwa
kapasitas kalor pada kapasitor yang tersusun seri lebih kecil
daripada kapasitas kalor pada kapasitor yang tersusun paralel. Hal
ini menyebabkan muatan listrik yang mengalir pada kapasitor seri
lebih sedikit daripada muatan listrik yang mengalir pada kapasitor
paralel. Sehingga lampu dengan kapasitor seri menyala lebih redup
daripada lampu dengan kapasitor paralel.
A. Kapasitor dapat menyimpan sementara muatan listrik dari
sumber listrik. B. Kapasitor yang disusun seri akan memperkecil
kapasitas kapasitor. Sesuai dengan persamaan C. Kapasitor yang
disusun paralel akan memperbesar kapasitas kapasitor. Sesuai dengan
persamaan
A. Blizt (alat penghasil kilat cahaya). B. Untuk memilih
frekuensi pada radio penerima. C. Memisahkan arus bolak-balik dari
arus searah (arus searah ditahan oleh kapasitor sedangkan arus
bolak-balik hanya dihambat).
D. Sebagai filter pada rangkaian catu cahaya. E. Menghilangkan
loncatan api pada rangkaian saklar. F. Menghilangkan bunga api pada
sistem pengapian mobil. G. Menghemat daya listrik dalam rangkaian
lampu TL. H. Sebagai catu daya cadangan ketika suplai listrik dari
PLN terputus.
Daftar PustakaKanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk SMA Kelas
XII. Jakarta:Erlangga
