View
712
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI............................................................................................................1
BAB I. PENDAHULUAN.......................................................................................2
1.1. Latar Belakang......................................................................................2
1.2. Tujuan Praktikum..................................................................................3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA............................................................................3
BAB III. METODOLOGI........................................................................................8
3.1. Alat dan Bahan.....................................................................................
3.2. Prosedur Praktikum..............................................................................
BAB IV. HASIL PRAKTIKUM.............................................................................
BAB V. PEMBAHASAN........................................................................................
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN................................................................
DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................
LAMPIRAN.............................................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Umumnya hasil pengisian muatan pada kapasitor ditunjukan suatu
rangkaian RC seri yang diberi tegangan DC. Dalam keadaan awal saklar
dalam keadaan terbuka. Jika saklar S ditutup, arus yang melalui rangkaian t
(detik). Tegangan pada kapasitor naik secara eksponensial saat saklar S
ditutup. Kecepatan pengisian muatan oleh tetapan waktu.
Untuk pengosongan muatan pada kapasitor ditunjukan suatu
rangkaian dengan kondisi awal kapasitor sudah terisi muatan. Rangkaian
pengosongan tidak memerlukan catu daya. Jika saklar ditutup, tegangan
kapasitor menurun secara eksponensial sesuai dengan Fo adalah tegangan
mula-mula pada kapasitor. Kecepatan pengosongan muatan pada kapasitor
bergantung pada tetapan waktu RC seperti halnya pengisian kapassitor.
1.2. Tujuan dari paraktikum muatan pada kapasitor adalah
1. Mahasiswa dapat memahami karakteristik pengisian muatan pada
kapasitor.
2. Mahasiswa dapat memahami karakteristik pengosongan muatan pada
kapasitor.
3. Mahasiswa dapat memahami pengertian tetapan waktu pada kapasitor.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengisian dan Pengosongan Muatan pada Kapasitor
Apabila sumber arus searah dihubungkan dengan sebuah kapasitor,
muatan-muatan dari sumber dipompakan pada kapasitor. Akibatnya lempeng-
lempeng dalam kapasitor, yang semula netral, membentuk polaritas yang berbeda.
Melalui hambatan R yang dirangkai seri dengan kapasitor, pengisian muatan
mengalami hambatan. Oleh karenanya, selain bergantung pada tegangan sumber,
pengisian muatan juga bergantung pada waktu.
Gambar 1. Rangkaian seri yang dihubungkan dengan sumber DC.
Hubungan potensial saat kapasitor dimuati adalah :
Vo = VR + VC…(1)
VR = Ri = dq / dt …(2)
VC = q / C…(3)
Dengan Vo , VR , dan VC menyatakan potensial sumber, potensial pada
hambatan dan potensial pada kapasitor, q adalah muatan yang mengisi kapasitor, i
adalah arus yang melewati rangkaian dan C adalah besar kapasitas dari kapasitor.
Dengan menggunakan persamaan (2) dan (3), persamaan (1) dapat diselesaikan
untuk menentukan potensial kapasitor saat pengisian muatan :
VC = Vo ( 1 - )…(4)
Apabila sumber dilepas dan rangkaian RC dihubung-singkat (seperti pada gambar
2), maka kapasitor akan melepaskan muatannya. Hubungan potensial pada kondisi
ini adalah :
Vo = VR + VC…(5)
Persamaan (5) ini dapat diselesaikan menjadi :
VC = VCO (6)
VC menyatakan potensial kapasitor saat pelepasan muatan dan VCO merupakan
potensial kapasitor mula-mula.
Gambar 2. Sumber dilepas dan rangkaian RC dihubung-singkat.
http://fisika.lab.gunadarma.ac.id/2010/02/L5.-EFEK-TRANSIEN-RANGKAIAN-RC.pdf.
B. Breadboard
Breadboard adalah suatu perangkat yang seringkali digunakan untuk
melakukan implementasi suatu rancangan rangkaian elektronik secara tidak
disolder (solderless) (Gambar 3). Implementasi rancangan yang demikian
bertujuan untuk menguji‐coba rancangan tersebut yang biasanya melibatkan
pasang‐bongkar komponen. Bentuk implementasi lainnya adalah implementasi
dengan melakukan penyolderan komponen yang dikerjakan pada PCB (Printed
Circuit Board).
Breadboard memiliki lubang‐lubang tempat terpasangnya kaki‐kaki
komponen dan kawat kabel. Lubang‐lubang tersebut adalah sesungguhnya soket‐
soket dari bahan logam (konduktor) yang tersusun sedemikian sehingga ada
bagian lubang‐lubang yang terhubung secara horizontal dan ada yang terhubung
secara vertikal.
Ada empat bagian penting yang harus diperhatikan sebelum menggunakan
breadboard :
a. Pada bagian ini lubang‐lubang breadboard saling terhubung secara vertikal.
Tiap set lubang pada bagian ini terdiri dari lima lubang yang saling terhubung.
b. Pada bagian ini lubang‐lubang breadboard saling terhubung secara horizontal.
Tiap set lubang pada bagian ini terdiri dari 25 lubang yang saling terhubung.
Perhatikan bahwa pada tiap set lubang tersebut terdapat jarak pemisah antar
lubang yang lebih besar setiap lima lubang.
c. Bagian ini adalah pemisah yang menyatakan bahwa bagian lubang‐lubang
breadboard yang saling terhubung secara vertikal di sebelah atas tidak
terhubung dengan bagian lubang‐lubang breadboard di sebelah bawah.
d. Bagian ini adalah pemisah yang menyatakan bahwa bagian lubang‐lubang
breadboard yang saling terhubung secara horizontal di sebelah kiri tidak
terhubung dengan bagian lubang‐lubang breadboard di sebelah kanan. Pada
banyak jenis breadboard, pemisah ini ditandai dengan jarak pemisah yang lebih
besar daripada jarak pemisah antar set lubang pada bagian b.
Gambar 3. Breadboard.
Breadboard dapat bekerja dengan baik untuk rangkaian ber‐frekuensi
rendah. Pada frekuensi tinggi, kapasitansi besar antara set lubang yang
bersebelahan akan saling berinterferensi.
http://labdasar.ee.itb.ac.id/lab/EL2195/0910/modulpraktikum/APENDIK-SISDIG.pdf.
C. Kabel Penghubung
Kabel yang digunakan untuk membuat rangkaian pada breadboard adalah
kabel dengan isi kawat tunggal (biasanya) berdiameter 22 atau 24 AWG. Untuk
menghasilkan pemasangkan yang baik pada breadboard, kupas kedua ujung kabel
sehingga diperoleh panjang kawat (yang sudah terkupas) sekitar 12 mm.
Kemudian pastikan seluruh bagian kawat yang sudah terkupas tadi masuk ke
dalam lubang breadboard.
Biasakan memasang kabel pada breadboard dengan rapih sejak awal. Hal
ini akan mempermudah penelusuran sebab terjadinya kesalahan akibat salah
pasang kabel, misalnya. Berikut ini adalah berbagai petunjuk penting lainnnya
yang harus diperhatikan dalam membuat rangkaian pada breadboard :
a. Pastikan Power Supply dalam keadaan mati atau tidak terpasang para
breadboard ketika merangkai komponen dan kabel pada breadboard
b. Pahami (jika belum ada, buat) terlebih dahulu skema rangkaian elektronik
yang akan diimplementasikan pada breadboard. Dengan demikian,
kemungkinan terjadinya kesalahan akan lebih kecil.
c. Tandai setiap kabel atau komponen yang telah terpasang dengan benar,
misalnya dengan spidol.
d. Gunakan kabel sependek mungkin. Kabel yang terlalu panjang berpotensi
membuat rangkaian pada breadboard menjadi tidak rapih. Selain itu, kabel
yang terpasang terlalu panjang dan berantakan dapat menghasilkan
interferensi berupa sifat kapasitif, induktif dan elektromanetik yang tidak
diharapkan.
e. Usahakan kabel dipasang pada breadboard dengan rapih dan, jika
memungkinkan, tubuh kabelnya mendatar pada breadboard.
f. Rangkai komponen (hubungkan suatu komponen dengan komponen‐
komponen lainnya) secara langsung tanpa menggunakan tambahan kabel jika
itu memungkinkan.
g. Usahakan tidak menumpuk komponen atau kabel (komponen/ kabel yang
akan dipasang tidak melangkahi komponen/ kabel lain yang telah terpasang).
Hal ini akan menyulitkan pengecekan rangkain yang telah diimplementasikan
pada breadboard. Selain itu, akan menyulitkan bongkar‐pasang komponen
ketika diperlukan.
h. Usahakan menggunakan warna kabel berbeda untuk membuat koneksi yang
berbeda. Misalnya mengunakan kabel warna merah untuk koneksi ke Power
Supply dan menggunakan kabel warna hitam untuk koneksi ke ground.
http://labdasar.ee.itb.ac.id/lab/EL2195/0910/modulpraktikum/APENDIK-
SISDIG.pdf.
D. Catu Daya
Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling penting bagi sistem
elektronika. Ada dua sumber catu daya yaitu sumber AC dan sumber DC. Sumber
AC yaitu sumber tegangan bolak - balik, sedangkan sumber tegangan DC
merupakan sumber tegangan searah. Bila dilihat dengan osiloskop seperti berikut.
(a) Tegangan AC
(b) Tegangan DC
Gambar 4. Sumber Tegangan.
Bila diamati sumber AC tegangan berayun sewaktu-waktu pada kutub
positif dan sewaktu-waktu pada kutub negatif, sedangkan sumber AC selalu pada
satu kutub saja, positif saja atau negatif saja. Dari sumber AC dapat disearahkan
menjadi sumber DC dengan menggunakan rangkaian penyearah yang di bentuk
dari dioda. Ada tiga macam rangkaian penyearah dasar yaitu penyearah setengah
gelombang, gelombang penuh dan sistem jembatan.
http://duniaelektronika.blogspot.com/2007/09/catu-daya.html.
BAB III
METODOLOGI
1.1 Alat dan Bahan
Alat :
1. Stopwatch
2. Multimeter digital
3. Breadboard
4. Kabel Penghubung
Bahan :
1. Catu daya DC : 0-20 volt
2. Resistor 100 KΩ dan kapasitor 470 µF
3. Resistor 100 KΩ dan kapasitor 1000 µF
4. Resistor 100 KΩ dan kapasitor yang tidak diketahui nilainya
1.2 Prosedur
Praktikum kali ini praktikan melakukan 2 hal pada kapasitor, yaitu :
A. Pengisian Muatan pada Kapasitor
1. Menyusun rangkaian seperti pada gambar 1, dengan memakai pasangan
komponen RC 100 KΩ dan kapasitor 470 µF.
2. Menyiapkan catu daya agar keluarannya 6 volt.
3. Menyiapkan multimeter dan stopwatch.
4. Sebelum percobaan dimulai saklar dalam keadaan lepas dan kapasitor
dalam keadaan tidak ada muatan. Untuk menghilangkan muatan listrik
yang yang tersisa dapat dengan cara menghubung singkat kanan kaki-
kaki kapasitor.
5. Secara bersamaan saklar dipasang, hidupkan stopwatch. Catat waktu
untuk setiap volt yang ditunjukan pada tabel.
6. Ulangi langkah 1 sampai 5 untuk RC yang lain.
B. Pengosongan Muatan pada Kapasitor
1. Untuk memudahkan pelaksanaan percobaan pengosongan muatan
sebaiknya setelah dilakuakn pengambilan data pengisian muatan
langsung dilanjutkan dengan percobaan pengosongan muatan dengan
pengubahan sedikit rangkaian.
2. Menyiapkan multimeter dan stopwatch.
3. Memasang saklar secara bersamaan dengan hidupkan stopwatch.
4. Mengulangi percobaan untuk semua RC.
5. Mencatat waktu yang ditunjukan untuk tiap nilai tegangan sesuai
dengan tabel.
BAB IV
HASIL PRAKTIKUM
4.1. Pengisian dan Pengosongan Nilai RC ke-1
R = 100 K ; C = 470 F
A. Tabel. Pengisian dan Pengosongan muatan terhadap waktu
PENGISIAN PENGOSONGAN
Vc (V) t(s) Vc (V) t(s)
1
2
3
3,5
4
4,5
5
5,5
5,8
4,73
14,51
27,20
35,61
45,44
58,27
77,36
112,23
310,92
5,6
5
4
3
2,5
2
1,5
1
0,5
-
4,60
14,44
26,85
34,85
44,06
56,02
72,12
96,85
B. Grafik V-t berdasarkan tabel pengisian dan pengosongan
1) Pengisian
2) Pengosongan
C. Perhitungan
1) Pengisian
Berdasarkan Grafik
t = RC = 100 kΩ . 470μF = 47
t (x) = 47
= 0,950
y (Vc) = 1,302 ln (x) – 1,080
Vc = 1,302 ln (47) – 1,080
Vc = 3,93 Volt
Berdasarkan teori
Vc = E(1-1/e)
= 5,8 (1-1/e)
= 3,66 Volt
2) Pengosongan
Berdasarkan Tabel
t = RC = 100 kΩ . 470μF = 47
t (x) = 47
= 0,968
y (Vc) = -1,52 ln (x) + 7,724
Vc = -1,520 ln (47) + 7,724
Vc = 1,87 Volt
Berdasarkan Teori
Vc = Eo/e
= 5,6/e
= 2,07 Volt
4.2. Pengisian dan Pengosongan Nilai RC ke-1
R = 100 K ; C = 1000 F
A. Tabel. Pengisian dan Pengosongan muatan terhadap waktu
PENGISIAN PENGOSONGAN
Vc (V) t(s) Vc (V) t(s)
1
2
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
5,70
16,74
47,65
60,30
60,59
180,30
240,31
360,47
560,89
5,8
5
4
3
2,5
2
1,5
1
0,5
-
5,21
14,73
22,59
43,60
60,09
60,42
120,31
180,51
B. Grafik V-t berdasarkan tabel pengisian dan pengosongan
1) Pengisian
2) Pengosongan
C. Perhitungan
1) Pengisian
Berdasarkan Tabel
t = RC = 100 kΩ . 1000μF = 100
t (x) = 100
= 0,983
y (Vc) = 1,090 ln (x) – 0,954
Vc = 1,090 ln (100) – 0,954
Vc = 4,06 Volt
Berdasarkan Teori
Vc = E(1-1/e)
= 6 (1-1/e)
= 3,78 Volt
2) Pengosongan
Berdasarkan Tabel
t = RC = 100 kΩ . 1000μF = 100
t (x) = 100
= 0,983
y (Vc) = -1,30 ln (x) + 7,245
Vc = -1,30 ln (100) + 7,245
Vc = 1,26 Volt
Berdasarkan Teori
Vc = Eo/e
= 5,8/e
= 2,14 Volt
4.3. Pengisian dan Pengosongan Nilai RC ke-1
R = tidak diketahui; C = nilai tidak diketahui
A. Tabel. Pengisian dan Pengosongan muatan terhadap waktu
PENGISIAN PENGOSONGAN
Vc (V) t(s) Vc (V) t(s)
1
2
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
43
101
180
232
299
387
517
760
-
5,6
5
4
3
2,5
2
1,5
1
0,5
-
22
79
159
204
264
341
450
647
B. Grafik V-t berdasarkan tabel pengisian dan pengosongan
1) Pengisian
2) Pengosongan
C. Perhitungan
Perhitungan bagian tiga ini tidak ada nilai R dan C, jadi tidak ada
perhitungannya bagi pengisian maupun pengosongan.
BAB V
PEMBAHASAN
Nama : Wony Andika B
NPM : 240110080075
Nama : Rendy Okto
NPM : 240110080076
Nama : Phatricia Armelia
NPM : 240110080079
Nama : Pratiwi Indah NF
NPM : 240110080078
Nama : Haryatna S.P
NPM : 240110080079
DAFTAR PUSTAKA
Dedy. 2010. Modul praktikum elektronika industry. Fakultas teknologi Industri
pertanian Unpad.
NANNNNNNTIIIIIIII AJAAAHHHH….
LAMPIRAN
Recommended