A.Tujuan Percobaan Mempelajari nilai kapasitas, tegangan dan muatan dalam rangkaian

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

kapasitor yang disusun secara seri.

B. Landasan Teori Kondensator (Capasitor) adalah suatu alat yang dapat

menyimpan energi  di dalam medan listrik , dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal darimuatan listrik . Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad.Ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867) . K o n d e n s a t o r k i n i j u g a d i k e n a l s e b a g a i "kapasitor", namun kata "kondensator" masih dipakai hingga saat ini. Pertamadisebut olehAlessandro Voltaseorang ilmuwan Italiapada tahun1782(dari  bahasa Itali condensatore), berkenaan dengan kemampuan alat untuk menyimpansuatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya. Kebanyakan bahasad a n n e g a r a y a n g t i d a k m e n g g u n a k a n  bahasa Inggrismasih mengacu pada  perkataan bahasa Italia "condensatore", seperti bahasa Perancis condensateur, Indonesia dan Jerman Kondensator atau Spanyol Condensador. Dilihat dari bahannya, ada beberapa jenis kapasitor antara lain kapasitor m i k a , k e r t a s , k e r a m i k , p l a s t i k d a n e l e k t r o l i t . S e d a n g k a n j i k a d i l i h a t d a r i  bentuknya, dikenal beberapa kapasitor antara lain kapasitor variabel dan kapasitor  pipih silinder gulung.Ada dua cara pemasangan kapasitor, yaitu tanpa memperhatikan kutub-kutubnya (untuk kapasi tor nonopolar) , dan dengan memperhat ikan kutub-kutubnya (untuk kapasitor polar). Pada kapasitor polar, kawat penghubung katode(-) harus dipasang pada kutub negatif. Sebaliknya, kawat penghubung anode (+)harus dipasang pada kutub positif.

1. Penyimpan Muatan dan EnergiMuatan yang tersimpan dalam kapasitor sebanding dengan beda

potensialnya. Konstanta pembandingnya disebut kapasitas kapasitor dan disimbolkan ‘C’.

Q V atauQ=CV

Dengan : Q = muatan yang tersimpan (C) V = beda potensial keeping-keping (Volt) C = Kapasitas kapasitor (Farad)

Kapasitas kapasitor ini ternyata nilainya sebanding dengan luas penampang keeping,sebanding dengan permitivitas relative bahan dielektrik dan berbanding terbalik dengan jarak kedua keeping. Kesebandingan ini dapat dirumuskan sebagai berikut :

C=ε r ε0Ad

Dengan: C = Kapasitas kapasitor (Farad)A = luas penampang (m2)

d = jarak antar keeping (m)ε r= permitivitas relative bahan dielektrik

ε 0= permitivitas ruang hampa (8,85 x 10-32 C2/Nm2)

Menyimpan muatan berarti pula menyimpan energy dalam bentuk energy potensial listrik. Energi (W) terkandung dalam kapasitor dapat dihitung dengAn rumus berikut :

W=12QV

2. Rangkaian Kapasitor

Rangkaian Seri

Dua kapasitor atau lebih dapat disusun secara seri dengan ujungnya yang disambung-sambungkan secara berurutan seperti pada gambar di bawah ini

Pada rangkaian seri ini muatan yang tersimpan pada kapasitor akan sama

Jadi Q Total sama dengan muatan di kapasitor 1, kapasitor 2 dan kapasitor 3, akibatnya beda potensial tiap kapasitor akan berbanding terbalik dengan kapasitas kapasitornya, sesuai dengan persamaan Q = C V

Pada rangkaian seri beda potensial= tegangan sumber=tegangan total E=V,

Rangkaian ParalelRangkaian paralel adalah gabungan dua kapasitor atau lebih dengan kutub-kutub yang sama menyatu seperti gambar di bawah ini

Pada rangkaian ini beda potensial ujung-ujung kapasitor akan sama karena posisinya sama. Akibatnya muatan yang tersimpan sebanding dengan kapasitornya. Muatan total yang tersimpan sama dengan jumlah totalnya. Dari keteranganya dapat disimpulkan sifat-sifat yang dimiliki paralel sebagai berikut :

Q total = Q1 + Q2 + Q3

E = Vtota l = V1 + V2 + V3

Cp   = C1  + C2  + C3

C.Alat Dan Bahan Basic meter (Volt meter) 1

buah Kabel penghubung 4

buah Papan rangkaian 1 buah Jembatan penghubung 8 buah Catu daya (power supply) 1

buah Kapasitor 470 µF 1 buah Kapasitor 1000 µF 1

buah

D. Prosedur kerja

Kegiatan 1 : Rangkaian paralel kapasitor Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan Merangkai rangkaian separti pada gambar dibawah ini

C1 = 470 µF

A B

C2 = 1000 µF

C D

VP

Rangkaian Percobaan Paralel

Memasang voltmeter pada titik A dan B untuk mengukur tegangan kapasitor C1 dan mencatat hasil pengamatan pada table pengamatan

Menghubungkan rangkaian pada power supply pada tegangan 3 volt

Memindahkan voltmeter pada titik C dan D untuk mengukur tegangan kapasitor C2 dan mencatat hasil pengamatan pada table pengamatan

Memindahkan volt meter pada titik A dan D untuk mengukur tegangan total dan mencatat hasil pengamatan pada table pengamatan

Mengulangi langkah diatas dengan tegangan sumber 6 volt

Kegiatan 2 : Rangkaian seri Kapasitor

Merangkai rangkaian separti pada gambar dibawah ini

A B C

C1 = 470 µF C2 = 1000 µF

VS

Rangkaian Percobaan Paralel

Memasang voltmeter pada titik A dan B untuk mengukur tegangan kapasitor C1 dan mencatat hasil pengamatan pada table pengamatan

Menghubungkan rangkaian pada power supply pada tegangan 3 volt

Memindahkan voltmeter pada titik B dan C untuk mengukur tegangan kapasitor C2 dan mencatat hasil pengamatan pada table pengamatan

Memindahkan volt meter pada titik A dan C

untuk mengukur tegangan total dan mencatat hasil pengamatan pada table pengamatan

Mengulangi langkah diatas dengan tegangan sumber 6 volt

E. Data Hasil Percobaan

Kegiatan 1 : rangkaian percobaan paralel kapasitor

Nst voltmeter = batas ukurjumla hskala

= 1050

= 0,2 volt

Vs(Volt)

V1(Volt)

V2(Volt)

VTotal(Volt)

Q1 (C) Q2 (C) QTotal (C)

3 3,2 3,2 3,2 1,504×10-3 3,2×10-3 4,704×10-3

6 6 6 6 2,82×10-3 6×10-3 4,704×10-3

Kegiatan 2 : rangkaian percobaan seri kapasitor

Nst voltmeter = batas ukurjumla hskala

= 1050

= 0,2 volt

Vs(Volt)

V1(Volt)

V2(Volt)

VTotal(Volt)

Q1 (C) Q2 (C) QTotal (C)

3 2,2 1,2 5,2 1,034×10-3 1,2×10-3 1,034×10-3

6 3,8 2,6 6 1,786×10-3 2,6×10-3 1,786×10-3

F. Analisis data1. Menghitung jumlah muatan (Q total pada kapasitor yang disususn

paralel pada sumber tegangan 3 volt dan 6 volt).

Pada tegangan 3 volt :

Diketahui :

V1= 3,2 VoltV2= 3,2 VoltC1= 470 µF= 4,7×10-4 FC2= 1000 µF= 1×10-3F

Q1= V1×C1 Q2= V2×C2

= 3,2 × 4,7×10-4 = 3,2 × 1×10-3

=1,504×10-3 C =3,2×10-3 C

Qtotal =Q1 + Q2

=1,504×10-3 + 3,2×10-3

=4,704×10-3 C

Pada tegangan 6 volt :

Diketahui : V1= 6V2= 6C1= 470 µF= 4,7×10-4

C2= 1000 µF= 1×10-3

Q1= V1×C1 Q2= V2×C2

= 6× 4,7×10-4 = 6 × 1×10-3

=2,82×10-3 C =6×10-3 C

Qtotal =Q1 + Q2

=2,82×10-3 + 6×10-3

=8,82×10-3 C

2. Menghitung kapasitansi kapasitor ( C yang disusun paralel pada sumber tegangan 3 volt dan 6 volt )Paralel

Pada Tegangan 3 Volt

C=QtotalV total

¿ 4,704 x 10−3

3,2 = 1,47 x10-3 F

Pada Tegangan 6 Volt

C=QtotalV total

¿ 8,82x 10−3

6 = 1,47 x10-3 F

3. Menghitung jumlah muatan (Q total pada kapasitor yang disususn seri pada sumber tegangan 3 volt dan 6 volt).

Pada tegangan 3 volt :Diketahui :

V1= 2,2V2= 1,2

C1= 470 µF= 4,7×10-4

C2= 1000 µF= 1×10-3

Q1= V1×C1

= 2,2 × 4,7×10-4

=1,034×10-3 C

Q2= V2×C2

= 1,2 × 1×10-3

=1,2×10-3 C

1Qtot

= 1Q1

+ 1Q2

1Qtot

= 1

1,034 x 10−3+ 1

1,2 x10−3

1Qtot

=(1,2+1,034 ) x 10−3

1,24 x10−6

1Qtot

=2,234 x 10−3

1,24 x 10−6

Qtot= 5,55x10-4 C

Pada tegangan 6 volt :Diketahui :

V1= 3,8V2= 2,6

C1= 470 µF= 4,7×10-4

C2= 1000 µF= 1×10-3

Q1= V1×C1

= 3,8 × 4,7×10-4

=1,786×10-3 C

Q2= V2×C2

= 2,6 × 1×10-3

=2,6×10-3 C

1Qtot

= 1Q1

+ 1Q2

1Qtot

= 1

1,786 x10−3+ 1

2,6 x10−3

1Qtot

=(2,6+1,786 ) x 10−3

4,643 x10−6

1Qtot

= 4,386x 10−3

4,643x 10−6

Qtot= 1,05x10-4 C4. Menghitung kapasitansi

kapasitor ( C yang disusun seri pada sumber tegangan 3 volt dan 6 volt )

Pada Tegangan 6 Volt

C=QtotalV total

¿1,786×10−3

6 = 1,47 x10-3 F

Pada Tegangan 3 Volt

C=QtotalV total

¿ 1,034 x10−3

3 = 1,47 x10-3 F

G. Kesimpulan Apabila suatu kapasitor dirangkai secara paralel maka beda

potensial atau tegangan tiap-tiap kapasitor akan sama. Atau dapat pula dirumuskan sebagai berikut :

Muatan kapasitor pengganti sama dengan jumlah muatan tiap-tiap kapasitor

Kapasitansi kapasitor yang tercantum pada kapasitor yang disusun secara paralel sudah sesuai dengan data hasil percobaan.

Apabila suatu kapasitor dirangkai secara seri maka beda potensial atau tegangan tiap-tiap kapasitor akan sama dengan jumlah tiap-tiap beda potensial. Atau dapat pula dirumuskan sebagai berikut :

Muatan kapasitor pengganti sama, yaitu sama dengan muatan pada kapasitor pengganti

Kapasitansi kapasitor yang tercantum pada kapasitor yang disusun secara seri sudah sesuai dengan data hasil percobaan.