-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
1/23
LAPORAN PRAKTIKUM
RANGKAIAN LISTRIK
KAPASITANSI SERI DAN PARALEL
Nama : Angga Reza FardanaN I M : 03061004056Group : I
Anggota : 1. Desi Puspika [03061004119]. !ko Mu"arto [0306100400#]
3. Nur$onas [03061004031]4. %e&a %"en$ika [030610040#3]
'. (a)as Marari [030610040#4]
Nama Asisten : (iranata*angga) Praktikum : +e)asa, 1- Desemer 00#
LABORATORIUM DASAR ELEKTRONIKA
DAN RANGKAIAN LISTRIK
FAKULTAS TEKNIK URUSAN TEKNIK ELEKTRO
UNI!ERSITAS SRI"IA#A
$00%&$00'
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
2/23
PER(OBAAN III
1. )d)* Per+,-aan. /apasitansi +eri $an Para)e)
$/ T))an
ntuk menentukan ni)aini)ai $ari susunan kapasitor aik se2ara seri maupun
para)e).
ntuk mengui entuk ge)omang $ari arus ang $i"uungkan $engan
pengisian $an pe)epasan.
3/ Da2ar A*a2
1 nit /omputer
+o5tare 7i8eire
4/ Penda)*)an
/apasitor a$a)a" komponen )istrik ang $igunakan untuk menimpan
muatan )istrik, $an se2ara se$er"ana ter$iri $ari $ua kon$uktor ang $ipisa"kan
o)e" a"an penekat a"an $ie)ektrik. Atau $engan kata )ain, kapasitor
terentuk $ari $ua kon$uktor semarang ang $ipisa"kan o)e" seua" iso)ator
atau ruang "ampa. +uatu kapasitor memi)iki )amang erikut ini:
7amang kapasitor $engan ; < 1 =>
+truktur seua" kapasitor teruat $ari $ua ua" p)at meta) ang
$ipisa"kan o)e" suatu a"an $ie)ektrik. ?a"ana"an $ie)ektrik ang umum
$ikena) misa)na u$ara 8akum, keramik, ge)as $an )ain)ain. @ika ke$ua uung p)at
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
3/23
meta) $ieri tegangan )istrik, maka muatanmuatan positi5 akan mengumpu) pa$a
sa)a" satu kaki e)ektro$a meta)na $an pa$a saat ang sama, muatanmuatan
negati5 terkumpu) pa$a uung meta) ang satu )agi. Muatan positi5 ti$ak $apat
menga)ir menuu uung kutu negati5 $an sea)ikna muatan negati5 ti$ak isa
menuu ke uung kutu positi5, karena terpisa" o)e" a"an $ie)ektrik ang non
kon$ukti5. Muatan e)ektrik ini tersimpanB se)ama ti$ak a$a kon$uksi pa$a uung
uung kakina. Di a)am eas, 5enomena kapasitor ini tera$i pa$a saat
terkumpu)na muatanmuatan positi5 $an negati5 $i aan.
Prinsip kera kapasitor
[Mo$u) Praktikum %7, "a). 1314]
Da)am rangkaian )istrik, kapasitor $apat $igunakan seagai :
1. Pen2ari ge)omang ra$io tuning. +a)a" satu komponen pengapian
3. Penimpan energi $a)am rangkaian pena)a e)ektronik
4. >i)ter $a)am 2atu $aa
/apasitansi $i$e5inisikan seagai kemampuan $ari suatu kapasitor untuk
$apat menampung muatan e)ektron. /emampuan kapasitor $a)am menimpan
muatan )istrik $inatakan o)e" esaran kapasitas atau kapasitansi ang
$inotasikan $engan ;B, $an $i$e5inisikan seagai peran$ingan antara muatan
)istrik C ang tersimpan $a)am kapasitor $an e$a potensia) antara ke$ua
keping.
V
QC =
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
4/23
Dimana:
C < muatan e)ektron, satuan ; 2ou)om
; < ni)ai kapasitansi, satuan > 5ara$
< esar tegangan, satuan 8o)t
+atuan kapasitansi $a)am +I a$a)a" 5ara$, se"ingga $ari persamaan $i atas
$apat $ipero)e" "uungan :
volt
coulombfarad 11 =
[Mo$u) Praktikum %angkaian 7istrik, "a). 131'].
/ita $e5inisikan kapasitansi ; $engan "uungan tegangan arus, $i mana 8
$an i memenu"i kon8ensi untuk seua" e)emen pasi5, se"ingga :
= $t.i.8(;
@ika $8E$t.;i= $an 8 < 0 pa$a t < 0 F
Maka:
8;
1$88;$t$8E$t:9;8(
t
0
8
0
; ===
@a$i, pa$a kapasitor pun tera$i penimpanan energi $a)am entuk me$an )istrik.
[Prinsip Dasar !)ektroteknik, "a). 13].
Hubungan Kapasitor
+a)a" satu pertimangan penting $a)am menggunakan seua" kapasitor
a$a)a" pemi)i"an kapasitas ang sesuai $engan keutu"an. Apai)a seua"
kapasitor tungga) $engan kapasitas $an tegangan kera ang $iinginkan ti$ak
terse$ia, maka pa$a umumna kita $apat mengkominasikan $ua atau )ei"
kapasitor untuk mempero)e" kapasitas maupun tegangan ang $iutu"kan. A$a
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
5/23
$ua 2ara ang umum untuk meng"uungkan eerapa kapasitor, aitu seri $an
para)e). [?o >oster. Terpadu Fisika SMU Jilid !""a). 36]
a. uungan +eri
@ika eerapa kapasitor $i"uungkan satu sama )ain $engan 2ara
meng"uungkan keping H keping ang ermuatan er)aanan seperti pa$a
gamar, "uungan terseut $inamakan "uungan seri. +ete)a" seimang,
semua kapasitor akan mempunai muatan ang sama. Akiatna, muatan
eki8a)en $i $a)am garis putus H putus a$a)a" no) se"ingga muatan gaungan
sama $engan muatan setiap kapasitor, sama $engan . +umer tegangan
ang $i"uungkan pa$a kapasitor "ana akan mengakiatkan pergeseran
muatan. Pa$a "uungan seri $ipero)e":
a
/arena, tota)< < 1< < 3
tota)< 1J J 3
Maka,
31 C
#
C
#
C
#
C
#
tot
tot++= atau
31
1111
CCCCtot++=
+e2ara umum, untuk n ua" kapasitor ang $isusun seri, kapasitas gaungan
;tot $irumuskan seagai:
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
6/23
ntot CCCC
1111
1
++=
;atatan:
/"usus untuk $ua kapasitor ang $irangkai se2ara seri er)aku:
1
1
CC
CCCtot
+
=
/"usus untuk n ua" kapasitor ang kapasitasna sama $an $irangkai
se2ara seri er)aku:
n
CCtot =
Dari persamaan $i atas $ipero)e" a"a kapasitas pengganti susunan seri
eerapa ua" kapasitor se)a)u )ei" ke2i) $ari kapasitas terke2i) kapasitor
$a)am rangkaian terseut. Peran$ingan potensia) pa$a masing H masing
kapasitor seri a$a)a":
31
31
1:
1:
1::
CCCVVV =
["ttp:EE.m5isika.netEmateriE>a$)iKLusu5KkapasitorENe
0E>o)$erEin$e."tm]
. uungan Para)e)
@ika eerapa kapasitor $i"uungkan satu sama )ain $engan 2ara
meng"uungkan kepingkeping ang ermuatan seenis seperti pa$a gamar,
maka "uungan terseut $inamakan "uungan para)e).
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
7/23
+ete)a" seimang, tegangan semua kapasitor a$a)a" sama. Maka tegangan
kapasitor "uungan para)e) $i$e5inisikan :
tot< 1< < 3
Akan tetapi, karena muatan H muatan ang seenis sa)ing $i"uungkan, maka
muatan tota) tot merupakan penum)a"an $ari muatan se)uru" kapasitor ang
$irangkai para)e).
tot< J 1J J 3
;tot < ;1 J ; J ;3 atau ;tot < ;1 J ; J ;3
+e2ara umum, untuk n ua" kapasitor ang $isusun para))e), kapasitas tota)
;tot $irumuskan seagai:
n1tot;;;; +++=
Dari persamaan $i atas $ipero)e" a"a kapasitas pengganti susunan para)e)
eerapa ua" kapasitor se)a)u )ei" esar $ari kapasitas teresar kapasitor
$a)am rangkaian terseut.
Peran$ingan muatan pa$a masing H masing kapasitor para)e) a$a)a"
;:;:;I:I:I 3131 =
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
8/23
Meng$itung Kapasitansi Kapasitor %alam &uang Hampa
A
!a- d
$T
Apai)a pa$a rangkaian terseut $ierikan e$a potensia) , akan
terentuk me$an )istrik, $an kapasitor men$apat muatan. +emakin esar e$a
potensia), semakin esar pu)a muatanna.
Meskipun esaran C $an $a)am persamaan terseut tampak menentukan
ni)ai ;, namun kapasitas itu sen$iri erni)ai konstan. /apasitas suatu kapasitor
tergantung pa$a enis konstruksi 5isikna, aitu )uas keping kapasitor, arak antara
ke$uana, $an a"an enis $ie)ektrik ang $igunakanna.
@ika seua" kapasitor keping seaar $ieri e$a potensia) , se"ingga
setiap kapasitor men$apat muatan )istrik C, kemu$ian $engan menggunakan
"ukum Gauss, kuat me$an )istrik ! $apat $ipero)e" $ari:
< !.A
@ika ruang $iantara ke$ua keping kapasitor a$a)a" 8akum atau u$ara,
esarna kapasitas a$a)a":
d
!C oo
.=
orCC.
=
Permiti8itas re)ati5 suatu a"an $ie)ektrik $apat $i$e5inisikan seagai
peran$ingan antara kapasitas $a)am a"an $ie)ektrik $an kapasitas $a)am 8akum
u$ara.
(eda )otensial Kedua Keping
@ika pa$a suatu kapasitor keping seaar e$a potensia) antar kepingna
$iiinkan erua", maka prinsip ang kita pegang: muatan a$a)a" keka). @a$i,
muatan kapasitor see)um $isisipkan a"an penekat 0 sama $engan muatan
kapasitor se$u$a" $isisipkan a"an penekat .
0 <
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
10/23
;00< ; 0 < bb V
C
C
0
0 < !r
@a$i, e$a potensia) ke$ua keping sete)a" $isisipkan a"an penekat ,
erkurang $ian$ingkan $engan e$a potensia) $a)am 8akum atau u$ara 0.
[Mo$u) Praktikum %angkaian 7istrik, "a). 161#]
Jenis*+enis kapasitor
1. !)e2trostati2
/apasitor e)e2trostati2 a$a)a" ke)ompok kapasitor ang $iuat $engan a"an
$ie)ektrik $ari keramik, 5i)m $an mika. /eramik $an mika a$a)a" a"an ang
popu)er serta mura" untuk memuat kapasitor ang kapasitansina ke2i).
. !)e2tro)ti2 $an e)e2tro2"emi2a)
/e)ompok kapasitor e)e2tro)ti2 ter$iri $ari kapasitorkapasitor ang a"an
$ie)ektrikna a$a)a" )apisan meta)oksi$a. mumna kapasitor ang
termasuk ke)ompok ini a$a)a" kapasitor po)ar $engan tan$a J $an $i
a$anna. Mengapa kapasitor ini $apat memi)iki po)aritas, a$a)a" karena
proses pemuatanna menggunakan e)ektro)isa se"ingga terentuk kutu
positi5 ano$a $an kutu negati5 kato$a.
+atu enis kapasitor )ain a$a)a" kapasitor e)e2tro2"emi2a). *ermasuk
kapasitor enis ini a$a)a" atere $an a22u. Pa$a kenataanna, atere $an
a22u a$a)a" kapasitor ang sangat aik, karena memi)iki kapasitansi ang
esar $an arus o2or ,leakage current-ang sangat ke2i).
["ttp:EE$uniae)ektronika.)ogspot.2omE00#E09Ekapasitor."tm)]
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
11/23
5/ Pr,7ed)r Per+,-aan
Da)am per2oaan ini kita akan mengukur "arga kapasitansi ang
$i$asarkan pa$a sistem time konstan aik ang panang maupun ang pen$ek,
penggamaran "asi) os2i))os2ope $an ge)omang persegi.
ntuk )ei" memu$a"kan per"itungan, per"atikan gamar ;1 $an ;
mengenai rangkaian proses pengisian $an pe)epasan ang eran$ing
)angsung $engan time 2onstant, $imana :
* time 2onstant < ; kapasitansi % resistansi
+et)a" 5un2tion generator pa$a ge)omang persegi $engan ' peak to peak.
;atat pa$a tae) "asi) time 2onstant ang $i$apat er$asarkan inputan
ang $ierikan.
Gamar ;1
%angkaian +eri /apasitor
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
12/23
Gamar ;
%angkaian para))e) kapasitor
; O> % >rekuensi & peakpeak 2
'
10
+eri
Para)e)
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
13/23
6/ Da2a 8a79* Per+,-aan
! :!; ( : :?7;6 6 10 k 60
6 # 10 k #0
6 3,3 10 k 3
',- 13 10 k 130
./(0 %ata untuk 1 didapat dari percobaan 2ang dilakukan praktikan sendiri/
%/ Peng,*aan Da2a
a. Per"itungan time 2onstant Q er$asarkan teori
3/ Untuk C 4 5 6F
2. Untuk C 4 7 6F
3. Untuk C 4 8"8 6F ,seri-
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
14/23
9/ Untuk C 4 38 6F ,paralel-
. Per"itungan Q er$asarkan per2oaan
3/ Untuk C 4 5 6F
2. Untuk C 4 7 6F
3. Untuk C 4 8"8 6F ,seri-
9/ Untuk C 4 38 6F ,paralel-
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
15/23
2. Persentase kesa)a"an re)ati5
3/ Untuk C 4 5 6F
2. Untuk C 4 7 6F
3. Untuk C 4 8"8 6F ,seri-
9/ Untuk C 4 38 6F ,paralel-
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
16/23
'/ Ana*97a 8a79* Per+,-aan
/egiatan per2oaan ka)i ini a$a)a" meman$ingkan ni)ai time 2onstant
$ari teori $engan penguian se2ara )angsung pa$a eerapa rangkaian kapasitor
menggunakan so5tare 7i8eire. Da)am per2oaan ini, praktikan meng"itung
time 2onstant $ari 4 kapasitansi $engan mengominasikan ua" kapasitor
$engan esar masingmasing 6 => $an # =>, se"ingga a$a 4 per2oaan $engan
masingmasing kapasitansi 6 =>, # =>, 3,3 => 6 R # $iseri $an 13 => 6 R #
$ipara)e).
Me)a)ui per2oaan ini, praktikan $apat memuktikan a"a pa$arangkaian kapasitor ang $isusun seri, ni)ai kapasitansi tota)na akan )ei" ke2i)
$ari ni)ai kapasitansi pa$a kapasitor terke2i). +e$angkan pa$a rangkaian para)e),
ni)ai kapasitansi tota)na a$a)a" um)a" $ari ni)ai kapasitansi $ua kapasitor atau
)ei".
/esa)a"an re)ati5 ang $i$apat memi)iki ni)ai ang ratarata a$a)a" 0.
Penggunaan peaktu 63 untuk time 2onstant isa $ikatakan sama persis $engan
ang $i$apat me)a)ui per"itungan manua) menggunakan rumus . Dengan
keteratasan pema2aan gra5ik, $e8iasi pa$a rangkaian ang $iseri seesar 0,93
ti$ak ter)a)u mempengaru"i ketepatan per"itungan time 2onstant ini.
Meskipun $emikian, konstanta 63 memi)iki sarat k"usus $a)am
penggunaanna. @ika kita menerapkanna pa$a rangkaian ang sesunggu"na
ukan simu)asi seperti pa$a per2oaan ini maka ukan ti$ak mungkin kita akan
men$apatkan "asi) ang ti$ak sama. >aktor5aktor penea keti$aksamaan
terseut antara )ain a$ana to)eransi pa$a kapasitor, % R 7 parasit pa$a kapasitor,
rugirugi peng"antar, ketepatan a)at ukur maupun $a)am pema2aanna serta
5aktor5aktor )ainna.
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
17/23
@/ Ke79?)*an
1. /apasitor $apat menimpan muatan )istrik $engan memerikan a)iran
arus pa$a ke$ua e)ektro$ana.
. Dengan mengominasikan $ua atau )ei" kapasitor se2ara seri atau
para)e), kita isa men$apatkan esar kapasitansi ang $iinginkan.
3. Pa$a rangkaian seri, kapasitansi tota)na akan se)a)u )ei" ke2i) $aripa$a
ni)ai kapasitansi ang tertera pa$a kapasitor terke2i)
4. Pa$a rangkaian para)e) kapasitor atau )ei", kapasitansi tota)na
merupakan um)a" kese)uru"an $ari ni)ai kapasitansi masingmasing kapasitor.5. (aktu ang $iutu"kan untuk proses pengisian $an pe)epasan muatan
pa$a kapasitor $iseut time constant" $an $itu)is $engan )amang Q.
6. Ni)ai untuk Q $apat $i2ari se2ara matematis $engan menggunakan rumus:
#. Penggunaan konstanta 63 mensaratkan suatu kon$isi ang i$ea)
$imana 5aktor5aktor penea kesa)a"an ti$ak a$a atau minima).
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
18/23
10/ T)ga7 dan aa-an Per+,-aan
1. @e)askan proses pengisian $an pe)epasan muatan pa$a kapasitorS
+truktur seua" kapasitor teruat $ari $ua ua" p)at meta) ang
$ipisa"kan o)e" suatu a"an $ie)ektrik. @ika ke$ua uung p)at meta) $ieri
tegangan )istrik pa$a pengisian seua" kapasitor, maka muatanmuatan
positi5 akan mengumpu) pa$a sa)a" satu kaki e)ektro$a meta)na $an pa$a
saat ang sama, muatanmuatan negati5 terkumpu) pa$a uung meta) ang satu
)agi. Muatan positi5 ti$ak $apat menga)ir menuu uung kutu negati5 $an
sea)ikna muatan negati5 ti$ak isa menuu ke uung kutu positi5, karenaterpisa" o)e" a"an $ie)ektrik ang nonkon$ukti5. Muatan e)ektrik ini
tersimpanB se)ama ti$ak a$a kon$uksi pa$a uunguung kakina, se"ingga
$ikatakan a"a te)a" tera$i pengisian muatan pa$a kapasitor.
Proses pe)epasan muatan pa$a intina merupakan kea$aan $imana
kapasitor menga)irkan arus )istrik ang $isimpan pa$a ke$ua e)ektro$ana ke
rangkaian )uar ang tertutup. Da)am "a) ini, muatan ang terkumpu) menga)ir
me)a)ui kaat peng"antar sampai ti$ak a$a )agi e$a potensia) $an karenana
ti$ak a$a )agi arus ang menga)ir antara ke$ua kutu e)ektro$a kapasitor.
. *urunkan rumus $ari 63 pa$a saat pengisian kapasitorS
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
19/23
11/ La?9ran Ga?-ar Gra9C
3/ Untuk C 4 5 6F
Gamar 1. %angkaian untuk ; < 6 =>
Gamar . Gra5ik untuk ; < 6 =>
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
20/23
/ Untuk C 4 7 6F
Gamar 3. %angkaian untuk ; < #=>
Gamar 4. Gra5ik untuk ; < # =>
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
21/23
8/ Untuk C 4 8"8 6F ,seri-
Gamar '. %angkaian untuk ; < 3,3 => seri
Gamar 6. Gra5ik untuk ; < 3,3 => seri
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
22/23
9/ Untuk C 4 38 6F ,paralel-
Gamar #. %angkaian untuk ; < 13 => para)e)
Gamar -. Gra5ik untuk ; < 13 => para)e)
-
7/22/2019 22431001 Laporan Praktikum III Kapasitansi Seri Dan Paralel(1)
23/23
Da2ar P)72aCa
Duniae)ektronika. 16 Desemer 00#. Jenis*+enis Kapasitor/ "ttp:EE$uniae)ek
tronika.)ogspot.2omE00#E09Ekapasitor."tm)
>oster, ?o. 000. Terpadu Fisika SMU Jilid !/@akarta: !r)angga.
*im 7aoratorium Dasar !)ektronika $an %angkaian 7istrik. 00#.Modul )rakti*
kum &angkaian :istrik. Pa)emang: ni8ersitas +riiaa.
Lusu5, >a$)i. 16 Desemer 00#. Kapasitor/ "ttp:EE.m5isika.netEma
teriE>a$)iKLusu5KkapasitorENe0>o)$erEin$e."tmT"anggis2"an, Tu"a) M.+2. !!. 004. )rinsip %asar 'lektroteknik. @akarta:
Grame$ia Pustaka tama.