LAPORAN PRAKTIKUM KELISTRIKAN PERTANIAN MUATAN PADA KAPASITOR Oleh : Kelompok 10 Sara nasirotun nisa Andronikus D Mauludin azis M abdul malik 240110070030 240110070031 240110070032 24011007003

LABORATORIUM INSTRUMENTASI JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN 2009 BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Kapasitor merupakan suatu komponen pasif yang dibuat untuk mendapatkan kapasitansi tertentu. Kapasitor dibuat dari dua buah pelat konduktor yang dipisahkan oleh suatu lapisan isolator. Dibuat dengan jangka nilai kapasitansi: Kapasitor merupakan komponen yang sangat berperan pada saat kita mencari atau mengganti gelombang pemancar radio adalah kapasitor. Selain berfungsi untuk mencari gelombang pemancar radio, kapasitor merupakan komponen yang sangat penting pada peralatan elektronik. Kapasitor berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Kapasitor mempunyai nilai kapasitansi yang berbeda-beda, dalam praktikum kali ini, mahasiswa mempelajari mengenai pengisian dan pengosongan muatan dalam kapasitor, agar mahasiswa dapat mengerti hubungan komponen pada suatu rangkain listrik. Tujuan Memahami karakteristik pengisian muatan pada kapasitor. Memahami karakteristik pengosongan muatan pada kapasitor. Memahami pengertian tetapan waktu pada kapasitor.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Kapasitor

Kondensator (Capasitor) adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad. Ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Kondensator kini juga dikenal sebagai "kapasitor", namun kata "kondensator" masih dipakai hingga saat ini. Pertama disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari bahasa Itali condensatore), berkenaan dengan kemampuan alat untuk menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya. Kebanyakan bahasa dan negara yang tidak menggunakan bahasa Inggris masih 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 mika, kertas, keramik, plastik dan elektrolit. Sedangkan jika dilihat dari bentuknya, dikenal beberapa kapasitor antara lain kapasitor variabel dan kapasitor pipih silinder gulung. Ada dua cara pemasangan kapasitor, yaitu tanpa memperhatikan kutubkutubnya (untuk kapasitor nonopolar), dan dengan memperhatikan kutubkutubnya (untuk kapasitor polar). Pada kapasitor polar, kawat penghubung katode (-) harus dipasang pada kutub negatif. Sebaliknya, kawat penghubung anode (+) harus dipasang pada kutub positif. Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung. 010009000003ea0600000000fc0400000000fc04000026060f00ee09574d4643 0100000000000100d26b0000000001000000cc09000000000000cc090000010 000006c00000000000000000000000b0000000b0000000000000000000000a7 010000a601000020454d4600000100cc0900000c00000001000000000000000 0000000000000000005000020030000c40100001a0100000000000000000000 00000000e3e306006e4e0400460000002c00000020000000454d462b0140010 01c000000100000000210c0db01000000600000006000000046000000c00400 00b4040000454d462b224004000c000000000000001e4009000c00000000000 000244001000c000000000000003040020010000000040000000000803f2140 07000c00000000000000084000050c040000000400000210c0db01000000000

0000000000000000000000000000001000000ffd8ffe000104a4649460001010 1012c012c0000ffdb004300080606070605080707070909080a0c140d0c0b0b0 c1912130f141d1a1f1e1d1a1c1c20242e2720222c231c1c2837292c3031343434 1f27393d38323c2e333432ffdb0043010909090c0b0c180d0d1832211c213232 323232323232323232323232323232323232323232323232323232323232323 232323232323232323232323232323232ffc000110800250025030122000211 01031101ffc4001f000001050101010101010000000000000000010203040506 0708090a0bffc400b5100002010303020403050504040000017d01020300041 105122131410613516107227114328191a1082342b1c11552d1f02433627282 090a161718191a25262728292a3435363738393a434445464748494a5354555 65758595a636465666768696a737475767778797a838485868788898a929394 95969798999aa2a3a4a5a6a7a8a9aab2b3b4b5b6b7b8b9bac2c3c4c5c6c7c8c9c ad2d3d4d5d6d7d8d9dae1e2e3e4e5e6e7e8e9eaf1f2f3f4f5f6f7f8f9faffc4001f01 00030101010101010101010000000000000102030405060708090a0bffc400b 511000201020404030407050404000102770001020311040521310612415107 61711322328108144291a1b1c109233352f0156272d10a162434e125f1171819 1a262728292a35363738393a434445464748494a535455565758595a6364656 66768696a737475767778797a82838485868788898a92939495969798999aa2 a3a4a5a6a7a8a9aab2b3b4b5b6b7b8b9bac2c3c4c5c6c7c8c9cad2d3d4d5d6d7d 8d9dae2e3e4e5e6e7e8e9eaf2f3f4f5f6f7f8f9faffda000c03010002110311003f0 0f7fa28ac7f12df5c69fa54135ac9e5c8da859424ed072925d451b8e7d55987b67 8e680362b2f5fd4a6d2b4e8ae2058d9def6d2dc87048db2dc47131e08e76b923d f1d7a572fe2fbfd621b8f12cb61adddd82693a1477d0c50c5032bca4dce4bf991b 123f7283008efeb573c4fe05d1352b612db786f4a96fa4d42d669a53691077417 31b4c5988e7281f3cfcd9239ce2803b0a2b3f4cd0b47d13cdfec9d2ac6c3cec799 f64b748b7e338ced0338c9ebea68a00cfff00847b54ff00a1cf5cff00bf365ffc8f5 8fe24d1afed34fb39e6f136ab7b1aeaba76609e3b508f9bc847252156e3af0474f 4e2bb8aa7a9e9b0eab6a96f3b48a897105c028403ba2956551c83c6e400fb67a7 5a00e2fc5fff0033ff00fd8a917fedf5741ff08f6a9ff439eb9ff7e6cbff0091ea3d7b c1f16bb717d29d5f52b24bfb25b1ba8ad7c9db2c40c9807cc8d883fbd719523a8 f4ae928039fff00847b54ff00a1cf5cff00bf365ffc8f45741450014514500145145 00145145007ffd9000840010824000000180000000210c0db01000000030000

000000000000000000000000001b40000040000000340000000100000002000 000000000bf000000bf0000144200001442030000000000008000000080ffff3f 410000008000000080ffff3f412100000008000000620000000c000000010000 00150000000c00000004000000150000000c0000000400000051000000a8030 00000000000000000000b0000000b0000000000000000000000000000000000 000018000000180000005000000018010000680100004002000000000000200 0cc000c0000000c000000280000001800000018000000010008000000000000 00000000000000000000003c0000000000000000000000ffffff00fcfcfc00fbfbf b00fefefe00fdfdfd00fafafa00f6f6f60075757500dedede0076767600e2e2e2007 a7a7a00dfdfdf0080808000595959005a5a5a0029292900515151005b5b5b005 c5c5c00c3c3c300f8f8f800aaaaaa00a6a6a60079797900b2b2b200f9f9f900727 27200e4e4e4005d5d5d0058585800dcdcdc00c8c8c8006f6f6f0074747400e1e1 e1005f5f5f00e3e3e3006e6e6e0062626200e7e7e700f7f7f700ededed00e6e6e6 00acacac00ababab00a8a8a800aeaeae0055555500eaeaea004a4a4a00a9a9a900 575757005e5e5e00d8d8d8007d7d7d00b5b5b500f5f5f500f3f3f300010101010 101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010 101010101010101010105030503030505060407010101010101010101010101 0101030306053b0303060306030101010101010101010101010104023a03050 2020605030501010101010101010101010101051b07052f02032d3819390101 0101010101010101010101050303040f0406133721220101010101010101040 404040403040316360505100132270404040404040404010101010104051b04 13010410013227010101010101010101010101011b0403010f0104100132270 1010101010101012e2e2e2e2e2e343417350404100132332e2e2e2e2e2e2e2e2 d2d2d2d2d2e2f302e310404100132332d2d2d2d2d2d2d2d0101010101041603 031e040310052c27050504020102010401010101010203020328021b1305292 707062a2b0302040501010101010406160425050214032627020205190d021b 020101010101031b05051e04021f20212207030223240305020101010101050 6160317030518190c1a021b161c1d02161b0101010101050506050504040405 05030e0f101112131415010101010101010101010101010101050502060c0d0 10101010101010101010101010101010101010706050a0b0101010101010101 010101010101010101010103070608090101010101010101010101010101010

101010202060507030101010101010101010101010101010101010102030405 050101014c0000006400000000000000000000000b0000000b0000000000000 0000000000c0000000c0000002900aa0000000000000000000000803f000000 00000000000000803f000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000220000000c000000ffffffff460000001c000000100000 00454d462b024000000c000000000000000e000000140000000000000010000 000140000000400000003010800050000000b0200000000050000000c020c00 0c00030000001e0004000000070104000400000007010400b9010000410b200 0cc0018001800000000000c000c000000000028000000180000001800000001 000800000000000000000000000000000000003c0000000000000000000000f fffff00fcfcfc00fbfbfb00fefefe00fdfdfd00fafafa00f6f6f60075757500dedede007 6767600e2e2e2007a7a7a00dfdfdf0080808000595959005a5a5a002929290051 5151005b5b5b005c5c5c00c3c3c300f8f8f800aaaaaa00a6a6a60079797900b2b 2b200f9f9f90072727200e4e4e4005d5d5d0058585800dcdcdc00c8c8c8006f6f 6f0074747400e1e1e1005f5f5f00e3e3e3006e6e6e0062626200e7e7e700f7f7f7 00ededed00e6e6e600acacac00ababab00a8a8a800aeaeae0055555500eaeaea00 4a4a4a00a9a9a900575757005e5e5e00d8d8d8007d7d7d00b5b5b500f5f5f500f 3f3f30001010101010101010101010101010101010101010101010101010101 010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010 101010101010101010101010101010101010503050303050506040701010101 01010101010101010101030306053b030306030603010101010101010101010 1010104023a030502020605030501010101010101010101010101051b07052f 02032d38193901010101010101010101010101050303040f040613372122010 101010101010104040404040304031636050510013227040404040404040401 0101010104051b0413010410013227010101010101010101010101011b04030 10f01041001322701010101010101012e2e2e2e2e2e343417350404100132332 e2e2e2e2e2e2e2e2d2d2d2d2d2e2f302e310404100132332d2d2d2d2d2d2d2d0 101010101041603031e040310052c2705050402010201040101010101020302 0328021b1305292707062a2b030204050101010101040616042505021403262 7020205190d021b020101010101031b05051e04021f20212207030223240305 0201010101010506160317030518190c1a021b161c1d02161b0101010101050 50605050404040505030e0f1011121314150101010101010101010101010101

01050502060c0d010101010101010101010101010101010101010706050a0b0 101010101010101010101010101010101010103070608090101010101010101 010101010101010101010202060507030101010101010101010101010101010 101010102030405050101010c00000040092900aa000000000000000c000c00 00000000040000002701ffff030000000000Lambang kondensator (mempunyai kutub positif dan negatif) pada skema elektronika. Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor. 0100090000034806000000008204000000008204000026060f00fa08574d464 3010000000000010063130000000001000000d808000000000000d808000001 0000006c00000000000000000000000b0000000b0000000000000000000000a 7010000a601000020454d4600000100d80800000c0000000100000000000000 00000000000000000005000020030000c40100001a010000000000000000000 000000000e3e306006e4e0400460000002c00000020000000454d462b014001 001c000000100000000210c0db010000006000000060000000460000001c040 00010040000454d462b224004000c000000000000001e4009000c0000000000 0000244001000c000000000000003040020010000000040000000000803f214 007000c0000000000000008400005680300005c0300000210c0db0100000000 00000000000000000000000000000001000000ffd8ffe000104a464946000101 01012c012c0000ffdb004300080606070605080707070909080a0c140d0c0b0b 0c1912130f141d1a1f1e1d1a1c1c20242e2720222c231c1c2837292c303134343 41f27393d38323c2e333432ffdb0043010909090c0b0c180d0d1832211c21323 232323232323232323232323232323232323232323232323232323232323232 3232323232323232323232323232323232ffc00011080025002503012200021 101031101ffc4001f00000105010101010101000000000000000001020304050 60708090a0bffc400b5100002010303020403050504040000017d0102030004 1105122131410613516107227114328191a1082342b1c11552d1f0243362728 2090a161718191a25262728292a3435363738393a434445464748494a535455 565758595a636465666768696a737475767778797a838485868788898a92939 495969798999aa2a3a4a5a6a7a8a9aab2b3b4b5b6b7b8b9bac2c3c4c5c6c7c8c9

cad2d3d4d5d6d7d8d9dae1e2e3e4e5e6e7e8e9eaf1f2f3f4f5f6f7f8f9faffc4001f0 100030101010101010101010000000000000102030405060708090a0bffc400 b51100020102040403040705040400010277000102031104052131061241510 761711322328108144291a1b1c109233352f0156272d10a162434e125f117181 91a262728292a35363738393a434445464748494a535455565758595a636465 666768696a737475767778797a82838485868788898a92939495969798999aa 2a3a4a5a6a7a8a9aab2b3b4b5b6b7b8b9bac2c3c4c5c6c7c8c9cad2d3d4d5d6d7 d8d9dae2e3e4e5e6e7e8e9eaf2f3f4f5f6f7f8f9faffda000c03010002110311003f 00f7fa28a2800a2b8fd335bd46e342f015ccb71ba6d57cafb6b6c51e6e6c6694f1 8f97e7453c63a63a715d85001451450073ff00f08f6a9ff439eb9ff7e6cbff0091e 8ff00847b54ff00a1cf5cff00bf365ffc8f5d051401e6f676f2ddf833e18c10decf65 2379189e0085d31a74e780eacbcf4e41ebebcd751ff08f6a9ff439eb9ff7e6cbff00 91eac5af86eced2c340b38e49cc7a26dfb3166197db03c037f1cfcae4f18e71db8 ad8a00e7ff00e11ed53fe873d73fefcd97ff0023d15d0514005145140051451400 51451401ffd90000000840010824000000180000000210c0db0100000003000 0000000000000000000000000001b4000004000000034000000010000000200 0000000000bf000000bf0000144200001442030000000000008000000080ffff3 f410000008000000080ffff3f412100000008000000620000000c000000010000 00150000000c00000004000000150000000c000000040000005100000058030 00000000000000000000b0000000b0000000000000000000000000000000000 0000180000001800000050000000c8000000180100004002000000000000200 0cc000c0000000c000000280000001800000018000000010008000000000000 0000000000000000000000280000000000000000000000ffffff00fdfdfd00fafaf a00f9f9f900fefefe00b0b0b000f6f6f600c9c9c900d9d9d90062626200f2f2f200 9e9e9e00bababa0064646400f7f7f700f8f8f8009f9f9f0066666600f1f1f100fbfb fb00a1a1a100b9b9b900acacac0045454500f0f0f0007d7d7d00ababab0044444 4007c7c7c00fcfcfc009b9b9b0061616100f4f4f4009d9d9d00b6b6b600eeeeee0 0b7b7b700c8c8c800dbdbdb0001010101010101010101010101010101010101 010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010 101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 0105051e0501010101010101010101010101010101010101010f03050501010 101010101010101010101010101010101020202140202010101010101010101

010101010101010101170f1426271e010101010101010101010101010101010 1010a24140c25050101010101010101050505050505050505050a0714112301 05050505050505050101010101010101010120210222161e010101010101010 10101010101010101010112131e1f0d0201010101010101011b1b1b1b1b1b1b 1b1b1b1c0b14111d1b1b1b1b1b1b1b1b1b17171717171717171717181910111 a1b171717171717171701010101010101010101121314151605010101010101 0101010101010101010101010e0702110d05010101010101010101010101010 1010101010e0f10110d020101010101010101010101010101010101010a0b02 0c0d01010101010101010101010101010101010101060707080902010101010 101010101010101010101010101020304050205010101010101010101010101 010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010 101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010 10101010101010101010101010101010101010101014c000000640000000000 0000000000000b0000000b00000000000000000000000c0000000c000000290 0aa0000000000000000000000803f00000000000000000000803f0000000000 000000000000000000000000000000000000000000000000000000220000000 c000000ffffffff460000001c00000010000000454d462b024000000c000000000 000000e00000014000000000000001000000014000000040000000301080005 0000000b0200000000050000000c020c000c00030000001e000400000007010 400040000000701040091010000410b2000cc0018001800000000000c000c00 000000002800000018000000180000000100080000000000000000000000000 000000000280000000000000000000000ffffff00fdfdfd00fafafa00f9f9f900fefe fe00b0b0b000f6f6f600c9c9c900d9d9d90062626200f2f2f2009e9e9e00bababa 0064646400f7f7f700f8f8f8009f9f9f0066666600f1f1f100fbfbfb00a1a1a100b9 b9b900acacac0045454500f0f0f0007d7d7d00ababab00444444007c7c7c00fcfc fc009b9b9b0061616100f4f4f4009d9d9d00b6b6b600eeeeee00b7b7b700c8c8c 800dbdbdb000101010101010101010101010101010101010101010101010101 010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010 10101010101010101010101010101010101010101010101010105051e050101 0101010101010101010101010101010101010f0305050101010101010101010 101010101010101010102020214020201010101010101010101010101010101

0101170f1426271e0101010101010101010101010101010101010a24140c250 50101010101010101050505050505050505050a071411230105050505050505 050101010101010101010120210222161e01010101010101010101010101010 101010112131e1f0d0201010101010101011b1b1b1b1b1b1b1b1b1b1c0b1411 1d1b1b1b1b1b1b1b1b1b17171717171717171717181910111a1b17171717171 717170101010101010101010112131415160501010101010101010101010101 01010101010e0702110d050101010101010101010101010101010101010e0f1 0110d020101010101010101010101010101010101010a0b020c0d0101010101 010101010101010101010101010106070708090201010101010101010101010 101010101010102030405020501010101010101010101010101010101010101 010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010 101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010 101010101010101010101010101010c00000040092900aa000000000000000c 000c0000000000040000002701ffff030000000000Lambang kapasitor (tidak mempunyai kutub) pada skema elektronika. Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap negara tergantung pada masyarakat yang lebih sering menyebutkannya. Kini kebiasaan orang tersebut hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering didengar. Pada masa kini, kondensator sering disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya yang pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf (C). Satuan dalam kondensator disebut Farad. Satu Farad = 9 x 1011 cm yang artinya luas permukaan kepingan tersebut menjadi 1 Farad sama dengan 106 mikroFarad (F), jadi 1 F = 9 x 105 cm. Satuan-satuan sentimeter persegi (cm) jarang sekali digunakan karena kurang praktis, satuan yang banyak digunakan adalah: 1 Farad = 1.000.000 F (mikro Farad) 1 F = 1.000.000 pF (piko Farad) 1 F = 1.000 nF (nano Farad) 1 nF = 1.000 pF (piko Farad) 1 pF = 1.000 F (mikro-mikro Farad)

Adapun cara memperluas kapasitor atau kondensator dengan jalan: Menyusunnya berlapis-lapis. Memperluas permukaan variabel. Memakai bahan dengan daya tembus besar. 2.2 Rangkaian Kapasitor Seperti halnya hambatan listrik, kapasitor juga dapat dirangkai seri, paralel, atau campuran antara seri dan paralel. Untuk rangkaian seri dan paralel pada kapasitor, hasilnya berlawanan dengan rangkaian seri dan paralel pada hambatan ( tahanan ). Rangkaian hambatan listrik atau rangkaian kapasitor dilakukan dengan maksud untuk mendapatkan besar kapasitas yang sesuai dengan rangkaian elektronik. Hal ini disebabkan besar kapasitas yang ada di pasaran terkadang tidak sesuai dengan besar kapasitas yang diinginkan dalam satu rangkaian. Rangkaian Kapasitor Seri Apabila rangkaian kapasitor seri diberi beda potensial, pada setiap kapasitor memperoleh jumlah muatan yang sama ( Q ), meskipun besar kapasitasnya berlainan. Hal ini dapat dibandingkan dengan rangkaian hambatan seri. Apabila rangkaian hambatan seri diberi tegangan, setiap hambatan akan dialiri arus yang sama besar. Apabila beda potensial kapasitor seri tersebut Vab = Vs , berlaku persamaan : Vab = Vs = V1 + V2 + V3 Karena, V = Q / C....................................................(16) Maka : Q Q Q Q = + + C C1 C 2 C 3 ....................................(17) Apabila kedua ruas dibagi Q, diperoleh persamaan : 1 1 1 1 = + + C s C1 C 2 C 3 ..................................(18) Untuk n kapasitor yang dihubungkan secara seri, persamaan diatas menjadi :

1 1 1 1 1 = + + + ..... + C s C1 C 2 C 3 C N ................(19) Rangkaian Kapasitor Paralel Gambar dibawah menunjukkan tiga buah kapasitor yang dihubungkan secara paralel. Masing-masing kapasitor itu mempunyai kapasitas sebesar C1 , C2 , dan C3. Apabila rangkaian ini diberi tegangan V, setiap kapasitor akan memperoleh tegangan yang sama, yaitu V. Kapasitas rangkaian kapasitor paralel ditentukan dengan cara sebagai berikut : Dengan mengingat V = Q / C atau Q = V.C dan rangkaian hambatan paralel, arus yang masuk rangkaian sama dengan jumlah arus yang melalui masing-masing hambatan. Sehingga pada rangkaian kapasitor paralel berlaku persamaan : Qp = Q1 + Q2 + Q3 VCp = VC1 + VC2 + VC3 VCp = ( C1+ C2 + C3 )V CP = C1+ C2 + C3................................................(20) Untuk n kapasitor dirangkai secara paralel, persamaan diatas dapat ditulis menjadi : CP = C1+ C2 + C3 + .......+ Cn.............................(21) Rangkaian Kapasitor Seri Paralel Apabila tiga buah kapasitor masing-masing mempunyai kapasitas C1 , C2 , dan C3 dirangkai secara seri dan paralel seperti pada gambar dibawah, rangkaiannya disebut rangkaian kapasitor seri dan paralel. Untuk memntukan kapasitas gabungan dari suatu rangkaian gabungan seri paralel seperti gambar diatas, kapasitor C2 dan C3 diparalel terlebih dahulu kemudian hasil paralel tersebut baru diseri dengan C1. 2.3 Energi Kapasitor Jika diberi regangan, pada kapasitor terjadi pemindahan muatan dari sumber tegangan ke kapasitor. Besar muatan yang tersimpan dalam kapasitor

berbanding lurus dengan besar tegangan. Hubungan antara tegangan dan muatan yang tersimpan dalam kapasitor dapat digambarkan sebagai berikut ( gbr EK ): Besar energi yang tersimpan dalam kapasitor merupakan luas yang dibentuk oleh luasan segitiga OAB. Dengan demikian, besar energi yang tersimpan dapat dirumuskan (mengingat Q = V. C) W = Q. V.(22) Besar energi yang tersimpan dalam bentuk lain adalah (mengingat Q = V.C) W = C.V 2.(23) Maka : 1 Q2 W= . 2 C ..(24) Saat arus DC diberikan pada suatu kapasitor, maka kapasitor akan menyimpan suatu muatan. Makin besar nilai kapasitor, makin besar muatan yang dapat disimpannya. Hal ini dapat dianalogikan dengan besarnya daya tampung air pada suatu penampung air dengan volume tertentu. Nilai kapasitansi suatu kapasitor dapat dihitung dengan cara memberikan beda potensial V dan menghitung lamnya nilai muatan terkumpul pada sistem. Lamanya waktu yang diperlukan untuk mengumpulkan dan mengosongkan miuatan pada suatu kapasitor disebut tetapan waktu atau time constant. Pengisian dan Pengosongan Kapasitor Dua hal yang perlu dioperhatikan pada suatu kapasitor adalah saat pengisian dan pengosongan muatannya. Untuk ini dapat diuraikan dengan bantuan gambar 1

Gambar 1. Rangkaian Pengisian dan Pengosongan Kapasitor Apabila saklar S dihubungakan keposisi 1 maka akan mengalir arus dari sumber melalui hambatan R ke kapasitor C. tegangan pada C akan naik secara eksponensial sesuai dengan persamaan berikut : (25) Dimana : Vc = tegangan pada kapasitor (V) Vs = tegangan pada sumber (V) t = waktu pengisian kapasitor (det) R = resistansi dari resisitor () C = kapasitansi dari kapasitor (F) Arus I akan berhenti mengalir (I = 0) pada saat tegangan kapasitor C sama dengan tegangan sumber Vs. proses tesebut dinamakan pengisian kapasitor. Kemudian bila saklar S dihubungkan ke posisi 2, maka arus akan mengalir dengan arah berlawanan dengan arah pengisian. Kapasitor akan mengeluarkan kembali energi listrik yang disimpannya dengan persamaan tegangan : ...(26) Pada saat kapasitor telah mengosongakan seluruh muatannya aliran arus akan berhenti (I = 0). Gambar 1.4.4. memperlihatkan grafik pengosongan muatan kapasitor. Dari grafik - grafik dan persamaan-persamaannya bahwa (a) t = 0 ; q =0 dan I = Vs/R dan (b) jika t ~ , q Vc Vs. Dan I = 0 ; yakni mula-mula arus tersebut adalah Vs/R dan akhirnya 0, dan mulamula muatan pada pelat-pelat kapasitor pada mulanya adalah 0 dan akhirnya VcVs

Gambar 2. (a) grafik pengisian kapasitor, (b) grafik pengosongan kapasitor Waktu yang diperlukan untuk pengisian dan pengosongan kapasitor bergantung kepada besar RC yang disebut konstanta waktu (time constant) yaitu :

= R.C(27)dimana :

= konstanta waktu (detik)R = Resistansi dari kapasitor () C = Kapasitansi dari kapasitor (F) Pengisian muatan pada kapasitor Diagram berikut menggambarkan pengisian dari kapasitor. Gambar di bawah menunjukkan suatu rangkaian penghantar yang dihubungkan dengan baterai, switch, dan kapasitor. Kapasitor pada Gambar belum diisi. Tidak ada beda-potensial antar plat.

Gambar 3. pengisian dari kapasitor Ketika switch ditutup, seperti gambar dibawah, ada suatu loncatan arus sesaat melalui penghantar dari dan menuju plat kapasitor. Kemudian arus

mengalir dari negatif baterai ke negatif kapasitor.

Gambar 4. pengisian dari kapasitor Loncatan arus listrik pada kapasitor mempengaruhi gaya elektromotif lawan pada penghantar plat tersebut. Gaya elektromotif lawan ini disebut reaktansi. Ketika reaktansi sama dengan tegangan dari baterai, maka menunjukkan bahwa kapasitor sudah terisi penuh. Ketika kapasitor sudah terisi penuh, switch mungkin akan dibuka dan kapasitor akan menyimpan muatannya seperti gambar di bawah. Karena perbedaan muatan pada plat, maka terdapat sumber energi potensial pada kapasitortersebut. Energi yang disimpan adalah energi yang diperlukan untuk mengisi kapasitor.

Gambar 5. pengisian dari kapasitor Garis gaya antar plat dari kapasitor menggambarkan suatu bidang gaya listrik (lihat gambar di atas). Bidang gaya elektrik ini terjadi karena muatan yang berbeda (positif dan negatif) pada permukaan plat. Arus tidak bisa mengalir sepanjang medan elektrostatik karena media dielektrik. Dengan kata lain, perbedaan potensial antar plat dalam dielektrik medan elektrostatik yang menahan muatan. Dalam keadaan awal saklar dalam keadaan terbuka. Jika saklar S tertutup, arus

yang melalui rangkaian t detik adalah: I(t) = I0e-t/rc................................................ (28) Karena pada saat t = 0, I0 = E/R, sehingga persamaan 1 menjadi : I(t) = E/Re-t/rc............................................. (29) Sedangkan tegangan pada kapasitor dirumuskan melalui persamaan: Vc (t) = E (1- e-t/rc) .....................................(30) Persamaan 3 menyatakan bahwa tegangan pada kapasitor naik secara eksponensial saat saklar S ditutup, seperti ditunjukkan pada gambar 2. kecepatan pengisian muatan ditentukan oleh = R C yang disebut sebagai tetapan waktu. Pada saat t = RC, maka V = E (1-1/e), muatan pada kapasitor mulai penuh. Pengosongan muatan pada kapasitor Pengisian kapasitor ditunjukkan sebelumnya sekarang merupakan suatu sumber energi potensial. Jika switch ditutup, seperti gambar di bawah, arus seketika mengalir sepanjang plat negatif ke pelat positif. Terjadilah pengosongan kapasitor.

Gambar 6. pengisian dari kapasitor Pengisian kapasitor sumber tegangan yang lalu digunakan untuk arus yang sekarang. Arus akan berhenti mengalir ketika kapasitor tersebut telah kosong Rangkaian pengosongan muatan tampak pada gambar 3, dengan kondisi awal kapasitor sudah terisi muatan. Perhatikan rangkaian pengosongan tidak membutuhkan catu daya. Jika saklar ditutup, tegangan kapasitor menurun secara eksponensial sesuai dengan persamaan 4, dimana E0 adalah tegangan mula-mula pada kapasitor

Vc(t) = E0e-t/rc..............................................(31) Kecepatan pengosongan muatan pada kapasitor bergantung pada tetapan waktu RC seperti halnya pengisian kapasitor. Kapasitansi Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis : Q = CV .(32) Dimana : Q = muatan elektron dalam C (coulombs) C = nilai kapasitansi dalam F (farads) V = besar tegangan dalam V (volt) Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut : C = (8.85 x 10-12) (k A/t) .(33) Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang disederhanakan. Udara vakum Aluminium oksida Keramik Gelas Polyethylene k=8 k = 100 - 1000 k=8 k=3 k=1

Tabel 2. tabel contoh konstanta (k) Untuk rangkain elektronik praktis, satuan farads adalah sangat besar sekali.

Umumnya kapasitor yang ada di pasar memiliki satuan uF (10-6 F), nF (10-9 F) dan pF (10-12 F). Konversi satuan penting diketahui untuk memudahkan membaca besaran sebuah kapasitor. Misalnya 0.047 uF dapat juga dibaca sebagai 47 nF, atau contoh lain 0.1 nF sama dengan 100 pF. Membaca Kapasitansi Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 22uF/25v. Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan seterusnya. Misalnya pada kapasitor keramik tertulis 104, maka kapasitansinya adalah 10 x 10.000 = 100.000 pF atau = 100 nF. Contoh lain misalnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut adalah 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF. Selain dari kapasitansi ada beberapa karakteristik penting lainnya yang perlu diperhatikan. Biasanya spesifikasi karakteristik ini disajikan oleh pabrik pembuat didalam datasheet. Berikut ini adalah beberapa spesifikasi penting tersebut. Dissipation Factor (DF) dan Impedansi (Z) Dissipation Factor adalah besar persentasi rugi-rugi (losses) kapasitansi jika kapasitor bekerja pada aplikasi frekuensi. Besaran ini menjadi faktor yang diperhitungkan misalnya pada aplikasi motor phasa, rangkaian ballast, tuner dan lain-lain. Dari model rangkaian kapasitor digambarkan adanya resistansi seri (ESR) dan induktansi (L). Pabrik pembuat biasanya meyertakan data DF dalam persen. Rugi-rugi (losses) itu didefenisikan sebagai ESR yang besarnya adalah

persentasi dari impedansi kapasitor Xc. Secara matematis di tulis sebagai berikut :

Gambar 10. Grafik Dissipation Factor (DF) dan Impedansi (Z) Dari penjelasan di atas dapat dihitung besar total impedansi (Z total) kapasitor adalah:

Gambar 11. Grafik Impedansi (Z) Karakteristik respons frekuensi sangat perlu diperhitungkan terutama jika kapasitor bekerja pada frekuensi tinggi. Untuk perhitungan- perhitungan respons frekuensi dikenal juga satuan faktor qualitas Q (quality factor) yang tak lain sama dengan 1/DF.

BAB III METODOLOGI PRAKTIKUM

Alat dan BahanCatu daya DC 0 20 Volt Stop watch Multimeter digital Breadboard Kabel penghubung Resistor 100 k dan kapasitor 470 F Resistor 100 k dan kapasitor 1000 f

Posedur PraktikumPengisian Muatan Pada Kapasitor Menyusun rangkaian seperti pada gambar 1, dengan memakai pasangan komponen RC 100 k dan 470 F

Menyiapkan catu daya agar keluarannya 6 volt Menyiapkan multimeter dan stop watch Sebelum percobaan dimulai saklar dalam keadaan lepas dan kapasitor dalam keadaan tidak ada muatan. Untuk menghilangkan muatan listrik yang tersisa dapat dengan cara menghubungsingkatkan kaki kaki kapasitor. Secara bersamaan saklar dipasang, hidupkan stopwatch Catat waktu untuk setiap volt yang ditunjukkan pada tabel Ulangi langkah 1 5 untuk pasangan RC yang lainnya Pengosongan Muatan Pada Kapasitor Untuk memudahkan pelaksanaan percobaan pengosongan muatan, sebaiknya setelah dilakukan pengambilan data pengisian muatan langsung dilanjutkan dengan percobaan pengosongan muatan dengan pengubahan sedikit rangkaian ( gambar 3 ). Menyiapkan multimeter dan stopwatch secara bersamaan saklar dipasang, hidupkan stopwatch. Ulangi percobaan untuk semua pasangan RC.. Catat waktu yang ditunjukkan untuk nilai tiap tegangan sesuai tabel.

BAB V PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini, percobaan menegenai pengosongan dan pengisian muatan pada kapasitor dengan membuat rangkaian yang dususun parallel. Kapasitor yang digunakan mempunyai nilai 470 F dan 1000 F dan resistor yang digunakan mempunyai nilai 100 K. Dari hasil praktikum pengisian muatan, dapat dilihat bahwa untuk kenaikan tiap volt waktu yang dibutuhkan semakin lama. Semakin besar muatan yang telah diisi semakin lama waktu pengisian yang dibutuhkan hingga mencapai konstan. Pada pengosongan muatan kapasitor sebaiknya dilakukan langsung setelah pengisian muatan. Semakin sedikit muatan yang tersisa semakin lama waktu yang dibutuhkan. Perbedaan nilai tegangan pada perhitungan dan nilai pada grfik disebabkan karena pada percobaan yang kita lakukan merupakan percobaan dengan prosedur dan alat uji sederhana. Dimana dilakukan perulangan hanya satu kali. Alat uji

yang digunakan tidak menghasilkan nilai maksimal akibat berkurangnya umur pakai, sedangkan pada perhitungan teoritis, rumus yang digunakan merupakan hasil percobaan setelah bertahun-tahun dengan alat uji yang berkompeten. Prosedur percobaan yang dilakukan merupakan skala tinggi yang dilakukan dengan pengujian dan perbandingan berkali-kali. Sedangkan Faktor-faktor yang mungkin menyebabkan perbedaan perhitungan adalah : kesalahan pengamatan. alat yang digunakan telah rusak. kapasitor tidak dihubungsingkatkan terkebih dahulu. Pengukuran benar apabila nilai dan grafik yang ditunjukkan pada pengisian berkesinambungan meningkat naik secara teratur. Dan begitu juga pada grafik yang ditunjukkan oleh proses pengosongan harus berkesinambungan menurun.

BAB VI KESIMPULAN Kesimpulan Jika diberi muatan, pada kapasitor timbul potensial listrik Kapasitor berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan muatan listrik Perbandingan antara besar muatan dan potensial kapasitor yang ditimbulkan adalah konstan Rangkaian seri dan paralel pada kapasitor hasilnya berlawanan dengan rangkaian seri dan paralel pada hambatan Rangkain hambatan listrik atau rangkaian kapasitor dilakukan dengan maksud untuk mendapatkan besar kapasitas yang sesuai dengan rangkaian elektronik Besar muatan yang tersimpan dalam kapsitor berbanding lurus dengan besar tegangan Hubungan antara tegangan dan muatan yang tersimpan dalam kapasitor dapat digambarkan sebagai berikut

BAB VII SARAN Agar didapatkan hasil yang sesuai yaitu didapatkan hasil yang sesuai sebaiknya kita menggunakan alat-alat yang kondisinya bagus dan dapat digunakan, seperti baterainya harus baru dan menggunakan multimeter yang hasil pengukurannya akurat. Pada saat praktikum pastikan catu daya tetap pada posisi 12 V. Dan pastikan catu daya tetap hidup. Karena pada percobaan apabila menggunakan catu daya yang tidak baik. Catu daya tersebut dapat mati secara tiba-tiba. Pada pengisian dan pengosongan sebaiknya perhatikan kaki yang dihubungkan dengan multitester. Agar muatan yang diukur dapat dilihat dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA elearning.unej.ac.id/courses/MAF1434/work/45e627d5ca38Kapasitansi_dan_Kap asitor.doc 14 November 2007 http://labdasar.ee.itb.ac.id/modul/modul_d4_1.pdf November 2007 http://www.elektroindonesia.com/elektro/elek10.html diakses pada tanggal 14 November 2007 http://www.google.co.id/search?q=kapasitor=id&start=10&sa=N tanggal 18 November 2007 http://www.google.co.id/search? hl=id&q=kapasitor=Telusuri+dengan+Google&meta diakses pada tanggal 18 November 2007 diakses pada diakses pada tanggal 14

http://www.wikipedia.com/wiki+indonesia/kapasitor/ diakses pada tanggal 18 November 2007 http://www.geocities.com/khbasar/cakul20203/Kapasitor.pdf diakses pada tanggal 18 November 2007 Prijatna, Deddy. 2006. Modul Praktikum Kelistrikan. Bandung: Teknologi Pertanian. Unpad