ptik-fix

Plat Kapasitor (L7)

Tugas PTIKINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2013 - 2014Plat Kapasitor (L7)Novita Anggreini1413100034

PLAT KAPASITOR (L7)NOVITA ANGGREINI1413100034JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

ABSTRAKTelah dilakukan percobaan plat kapasitor (L7). Percobaan ini dilakukan dengan memanfaatkan prinsip kapasitor pada plat sejajar. Kapasitor, kadang kadang disebut kondensator adalah piranti elektronik yang berfungsi sebagai penyimpan muatan listrik (Q). Sedangkan kapasitan adalah kemampuan dari kapasitor untuk menyimpan muatan. Untuk menentukan kapasitansi pada 2 buah plat sejajar pada saat pengamatan yaitu dengan menggunakan rumus C = q/v, sedangkan untuk menentukan kapasitansi pada 2 buah plat sejajar pada saat perhitungan yaitu dengan menggunakan rumus C = 0 x A/d. Dilakukan variasi diameter (1 mm, 3 mm, 5 mm, dan 7 mm) yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh diameter plat terhadap kapasitansi. Hasil yang diperoleh menunjukkan rata rata besar kapasitansi (C) dalam perhitungan adalah 1.899 x 10-10 Farad. Sedangkan rata rata besar kapasitansi (C) dalam pengamatan adalah 1.00 x 10-10 Farad. Percobaan ini memiliki kesalahan sebesar 9.12%.

Kata kunci : kapasitor, kapasitansi (C), plat sejajar, muatan listrik (Q), dan variasi diameter.

DAFTAR ISI

BAB I1PENDAHULUAN11.1 Latar Belakang11.2 Rumusan Masalah11.3 Tujuan1BAB II2DASAR TEORI22.1 Muatan Listrik22.2 Arus DC32.3 Potensial Listrik dan Beda Potensial32.4 Kapasitor52.5 Kapasitor Keping Sejajar62.6 Dielektrikum7BAB III11METODOLOGI PERCOBAAN113.1 Peralatan dan Bahan113.2 Cara Kerja11BAB IV13ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN134.1 Analisis Data134.2 Perhitungan144.3 Pembahasan18BAB V20KESIMPULAN20DAFTAR PUSTAKA21LAMPIRAN22RALAT PERHITUNGAN22A.Ralat Perhitungan Muatan (Q)22

DAFTAR GAMBARGambar 1 Kerja dilakukan oleh medan listrik pada waktu memindahkan muatan positif dari posisi a ke posisi b.4Gambar 2 Kapasitor : Diagram dari (a) pelat sejajar, (b) bentuk silinder (pelat sejajar yang digulung, (c) Foto kapasitor yang sebenarnya.5Gambar 3 Kapasitor pelat sejajar dihubungkan ke sebuah baterai.6Gambar 4 Pandangan molekuler mengenai efek dielektrikum10Gambar 5 Rangkaian alat percobaan Plat Kapasitor11

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Konstanta Dielektrikum (20 C)8Tabel 2 Data hasil pengamatan Q pada jarak d = 1 milimeter13Tabel 3 Data hasil pengamatan Q pada jarak d = 3 milimeter13Tabel 4 Data hasil pengamatan Q pada jarak d = 5 milimeter13Tabel 5 Data hasil pengamatan Q pada jarak d = 7 milimeter14Tabel 6 Data hasil pengukuran plat kapasitor14Tabel 7 Data besar Kapasitansi hasil perhitungan14Tabel 8 Besar Kapasitansi hasil pengamatan dengan d = 10-3 m15Tabel 9 Besar Kapasitansi hasil pengamatan dengan d = 3 x 10-3 m16Tabel 10 Besar Kapasitansi hasil pengamatan dengan d = 5 x 10-3 m17Tabel 11 Besar Kapasitansi hasil pengamatan dengan d = 7 x 10-3 m17Tabel 12 Ralat pengukuran Q pada d = 1 mm22Tabel 13 Ralat pengukuran Q pada d = 3 mm23Tabel 14 Ralat pengukuran Q pada d = 5 mm23Tabel 15 Ralat pengukuran Q pada d = 7 mm24

ii

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangDi kehidupan sehari - hari banyak peralatan peralatan yang memanfaatkan plat kapasitor. Kapasitor atau kadang - kadang disebut kondensator adalah sebuah alat yang dapat menyimpan muatan listrik, dan terdiri dari dua benda yang merupakan penghantar (biasanya pelat atau lembaran) yang diletakkan berdekatan tetapi tidak saling menyentuh. Kapasitor banyak digunakan pada rangkaian rangkaian elektronik, salah satunya penyimpan muatan untuk penggunaan akhir, seperti lampu kilat kamera, dan sebagai cadangan energi pada komputer jika listrik mati.Dengan banyaknya pemanfaatan dari kapasitor di kehidupan sehari hari. Maka perlu dilakukan percobaan ini untuk mengetahui serta memahami lebih lanjut mengenai kapasitan pada dua buah plat sejajar serta pengaruh diameter plat dan tegangan terhadap kapasitan.

1.2 Rumusan MasalahPermasalahan yang muncul dalam percobaan plat kapasitor adalah bagaimana cara menentukan kapasitan pada 2 (dua) buat plat sejajar, menentukan pengaruh diameter plat dan tegangan terhadap kapasitan, dan membandingkan besaran C (kapasitan) hasil perhitungan dengan pengamatan.

1.3 TujuanTujuan percobaan plat kapasitor adalah untuk menentukan kapasitan pada 2 (dua) buat plat sejajar, menentukan pengaruh diameter plat dan tegangan terhadap kapasitan, dan membandingkan besaran C (kapasitan) hasil perhitungan dengan pengamatan.

BAB IIDASAR TEORI

2.1 Muatan ListrikMuatan listrik pada benda bersifat tercatu atau terkuantisasi. Artinya, nilai muatan itu selalu merupakan kelipatan bulat dari muatan elementer (e) yang besarnya 1,602 x 10-19 coulomb. Diketahui bahwa muatan elektron senilai dengan e dan proton (p) senilai dengan muatan +e. Artinya, besar muatan pada elektron dan proton sama, hanya saja jenis muatan elektron adalah negatif, sedangkan p positif.Jumlah muatan listrik bersifat kekal (conserved static), sehingga dalam setiap reaksi pada sistem tertutup atau terisolasi maka jumlah muatan listrik yang terlibat selalu kekal. Hal ini dicontohkan pada beberapa peristiwa berikut ini :a. Peluruhan pada uranium alam (U238) : 92U238 2He4 + 90Th234b. Peluruhan pada karbon 14 (C14) : 6C14 -1e + 7N14 + vc. Annihilasi (penggabungan elektron dengan positron dan menghasilkan sinar gamma) : -1e + +1e 2. Positron adalah partikel elementer yang massa dan muatannya sama dengan elektron, namun muatan listriknya positif.Sifat interaksi antarmuatan dian yang sejenis adalah saling tolak, dan muatan berlawanan tanda (tidak sejenis) adalah saling tarik. Gaya interaksi ini disebut gaya Coulomb. Penghantar (konduktor) listrik merupakan bahan yang kaya partikel elementer bermuatan listrik negatif dan muatan itu bebas bergerak. Partikel itu disebut elektron bebas (eb). Namun, elektron di dalam isolator tidaklah bebas, dikatakan bahwa isolator merupakan bahan yang miskin kandungan eb. Bahan semikonduktor memiliki kerapatan eb berada antara konduktor dengan isolator. Sifat saling tolak antarmuatan senama, menyebabkan eb di konduktor selalu berada di posisi terjauh satu sama lainnya sehingga gaya tolak antarmuatan itu minimal. Itulah yang menyebabkan eb selalu berada di permukaan konduktor. Adapun bagian dalam dari konduktor selalu bersifat netral secara kelistrikan. Pada isolator, elektron tidak mudah bergerak, sehingga muatan kelistrikan atom penyusunnya dapat tersebar ke seluruh bagian benda, baik di permukaan maupun di sebelah dalam benda .2.2 Arus DCArus listrik didefinisikan sebagai laju aliran muatan listrik yang melalui suatu luasan penampang lintang. Jika Q adalah muatan yang mengalir melalui penampang lintang A dalam waktu t, arus adalah :I = 2.1Satuan SI untuk arus adalah ampere (A) :1 A = 1 C/s2.2.Arus listrik diukur dalam coulomb per detik; satuan ini diberi nama khusus, ampere (disingkat amp atau A), dari nama fisikawan Perancis Andre Ampere (1775 1836). Berarti, 1 A = 1 C / det. Satuan satuan terkecil yang sering kali digunakan adalah seperti miliampere (1 mA = 10-3 A) dan mikroampere (1 A = 10-6 A) .Arus listrik dibedakan menjadi dua jenis, yaitu arus listrik searah (direct current = DC) dan arus bolak balik (alternating current = AC). DC disebabkan oleh sumber arus berkutub tetap, sedangkan AC oleh sumber arus dengan kutub berubah terhadap waktu. Pada sumber DC mengenal kutub positif dan negatif, sedangkan untuk AC tidak mengenal kedua kutub itu .

2.3 Potensial Listrik dan Beda PotensialPotensial listrik sebagai energi potensial per satuan muatan. Potensial listrik dinyatakan dengan simbol V. Jika titik muatan q memiliki energi potensial listrik EPa pada titik a, potensial listrik Va pada titik ini adalahVa = 2.3Hanya perbedaan potensial yang bisa diukur secara fisik. Berarti hanya selisih pada potensial atau beda potensial, antara dua titik a dan b (seperti a dan b pada Gambar 1) yang dapat diukur. Karena selisih energi potensial, EPa EPb, sama dengan negatif dari kerja, Wba, yang dilakukan oleh gaya listrik untuk memindahkan muatan dari titik b ke titik a, kita mendapatkan beda potensial Vab sebesarVab = Va Vb = 2.4

Gambar 1 Kerja dilakukan oleh medan listrik pada waktu memindahkan muatan positif dari posisi a ke posisi b.Satuan potensial listrik, dan beda potensial adalah joule / coulomb dan diberikan nama khusus, volt untukmenghormati Alessandro Volta (1745 1827 : ia terutama dikenal sebagai penemu baterai listrik). Volt disingkat menjadi V, sehingga 1 V = 1 J / C. Pelat positif berada pada potensial yang lebih tinggi dari pelat negatif, berarti benda bermuatan positif bergerak secara alami dari potensial tinggi ke potensial rendah. Muatan negatif melakukan yang sebaliknya. Beda potensial, karena diukur dalam volt, disebut juga voltase atau tegangan.Karena potensial listrik didefinisikan sebagai energi potensial per satuan muatan, maka perubahan energi potensial muatan q ketika berpindah di antara dua titik a dan titik b adalahEP = EPb EPa = qVba2.5Maka, jika sebuah benda dengan muatan q bergerak melewati beda potensial Vba, energi potensialnya berubah sebesar qVba .2.4 Kapasitor

Gambar 2 Kapasitor : Diagram dari (a) pelat sejajar, (b) bentuk silinder (pelat sejajar yang digulung, (c) Foto kapasitor yang sebenarnya.

Kapasitor, kadang kadang disebut kondensator, adalah sebuah alat yang dapat menyimpan muatan listrik, dan terdiri dari dua benda yang merupakan penghantar (biasanya pelat atau lembaran) yang diletakkan berdekatan tetapi tidak saling menyentuh. Kapasitor banyak digunakan pada rangkaian rangkaian elektronik: penyimpan muatan untuk penggunaan akhir, seperti lampu kilat kamera, dan sebagai cadangan energi pada komputer jika listrik mati; kapasitor menahan limpahan muatan dan energi untuk melindungi rangkaian; kapasitor kapasitor kecil berperan sebagai memori untuk satu dan nol dari kode biner pada Random Acces Memory (RAM) di komputer; dan kapasitor melayani banyak aplikasi lainnya. Sebuah kapasitor biasanya terdiri dari sepasang pelat sejajar dengan luas A yang dipisahkan oleh jarak d yang kecil (Gambar 2). Sering kali kedua pelat tersebut digulung menjadi bentuk silinder dengan kertas atau isolator lainnya dipakai sebagai pemisah pelat pelat tersebut (Gambar 2; Gambar 2 adalah foto dari beberapa kapasitor yang dipakai untuk berbagai aplikasi). Pada diagram, kapasitor digambarkan dengan simbol [simbol kapasitor].Kapasitor pertama untuk menyimpan muatan listrik yang besar adalah botol (jar) dengan lempengan emas di dalam dan di luarnya yang disebut Leyden jar. Kapasitor tersebut ditemukan pada abad ke- 18 di Leyden (Belanda) oleh para eksperimentalis, yang ketika mempelajari pengaruh muatan listrik terhadap manusia dan hewan, mendapatkan ide untuk mencobs menyimpan sejumlah besar muatan ke dalam botol air .

2.5 Kapasitor Keping SejajarKapasitor yang biasa digunakan adalah kapasitor keping sejajar yang menggunakan dua keping konduktor sejajar. Dalam praktek, keping ini dapat berupa lapisan lapisan logam yang tipis, yang terpisah dan terisolasi satu sama lain dengan suatu tumpukan kertas. Ketika keping keping terhubung pada piranti yang bermuatan, contohnya baterai, muatan dipindahkan dari satu konduktor ke konduktor lainnya sampai perbedaan potensial antara konduktor konduktor, akibat muatan muatan yang sam dan berlawanan tanda yang miliki konduktor konduktor tersebut, sama dengan beda potensial antara ujung ujung baterai. Jumlah muatan pada keping bergantung pada perbedaan potensial dan pada geometri dari kapasitor, contohnya pada luas dan jarak antarkeping pada kapasitor keping sejajar. Misalkan Q adalah besar muatan pada tiap keping dan V adalah perbedaan potensial antara keping keping. Rasio Q/V disebut kapasitansi C :C = 2.7

Gambar 3 Kapasitor pelat sejajar dihubungkan ke sebuah baterai.

Kapasitansi adalah suatu ukuran dari kapasitas penyimpananmuatan untuk suatu perbedaan potensial tertentu. Satuan SI dari kapasitansi adalah Coulomb per volt, yamg sering disebut farad (F) setelah didefinisikan oleh eksperimentalis besar dari Inggris Michael Faraday :1 F = 1 C/V2.6Karena farad merupakan satuan yang cukup besar, sering digunakan subkelipatan dari farad seperti mikrofarad (1 F = 10-6 F) atau picofarad (1pF = 10-12 F).Misalkan suatu kapasitor keping sejajar terdiri dari dua keping yang sama luasnya A dan terpisah dengan jarak s. Harga s lebih kecil dibandingkan panjang dan lebar keping. Kita berikan muatan +Q pada satu keping dan Q pada keping lainnya. Karena keping-keping ini berdekatan, medan listrik pada suatu titik di antara keping (tidak termasuk titik-titik di dekat ujung keping) mendekati besar medan yang diakibatkan oleh dua bidang tak terhingga yang sejajar tetapi muatannya berlawanan. Tiap bidang memberikan medan listrik seragam sebesar /2 0, sehingga medan total di antara keping adalah E = / 0, dimana = Q/A adalah muatan per satuan luas pada tiap bidang. Karena medan listrik antara bidang bidang kapasitor bersifat seragam, perbedaan potensial antara bidang sama dengan medan dikali jarak pemisah s :V = Es = s = 2.7Dengan demikian kapasitansi dari kapasitor keping sejajar adalah :C = = 2.8Catat bahwa karena V sebanding dengan Q maka kapasitansi tidak bergantung pada muatan maupun tegangan kapasitor tetapi hanya pada faktor faktor geometri. Untuk suatu kapasitor keping sejajar, kapasitansi sebanding dengan luas keping dan berbanding terbalik dengan jarak pemisah. Secara umum, kapasitansi bergantung pada ukuran, bentuk, dan pengaturan geometri dari konduktor konduktor. Karena kapasitansi dinyatakan dengan farad dan A/s dalam meter, maka satuan SI untuk permitivitas ruang hampa 0 juga dapat ditulis sebagai farad per meter sesuai dengan persamaan 2.4 :0 = 8,85 x 10-12 F/m = 8,85 pF/m2.9Suatu perhitungan numerik akan menggambarkan bagaimana besarnya satuan kapasitansi .2.6 DielektrikumSebagian besar kapasitor memiliki lembaran isolator (misalnya kertas atau plastik) yang disebut dielektrikum yang diletakkan di antara pelat pelatnya. Hal ini dilakukan untuk beberapa tujuan. Pertama, karena tegangan yang lebih tinggi dapat diberikan tanpa adanya muatan yang melewati ruang antar pelat, walaupun tidak secepat udara, dielektrikum terputus (muatan tiba tiba mulai mengalir melaluinya ketika tegangan cukup tinggi). Di samping itu dielektrikum memungkinkan pelat diletakkan lebih dekat satu sama lain tanpa bersentuhan, sehingga memungkinkan naiknya kapasitansi karena d lebih kecil. Dan akhirnya, secara eksperimental ditemukan bahwa jika dielektrikum memenuhi ruang antara kedua konduktor tersebut, kapasitansi akan naik sebesar faktor K yang dikenal sebagai konstanta dielektrikum (Tabel 1). Maka untuk kapasitor pelat sejajar,C = K 0 2.10Persamaan ini juga dapat dituliskanC = 0 2.11di mana = K 02.12merupakan permitivitas bahan tersebut .Tabel 1 Konstanta Dielektrikum (20 C)BahanKonstanta Dielektrikum, K

Hampa Udara1,0000

Udara (1 atm)1,0006

Parafin2,2

Karet, padatan2,8

Vinyl (plastik)2,8 4,5

Kertas3 7

Kuarsa4,3

Kaca4 7

Porselen6 8

Mika7

Ethyl alkohol24

Air80

Sekarang kita teliti dari sudut pandang molekuler, mengapa kapasitansi sebuah kapasitor bertambah bila dielektrikum disisipkan antara kedua pelatnya. Perhatikan sebuah kapasitor yang pelat pelatnya dipisahkan oleh udara. Kapasitor ini mempunyai muatan +Q pada satu pelat dan Q di pelat lain (Gambar 4a). kapasitor diisolasi (tidak dihubungkan ke baterai) sehingga muatan tidak bisa mengalir ke atau dari pelat pelat tersebut. Beda potensial antara kedua pelat V0, dinyatakan oleh persamaan Q = C0 V0; indeks (0) menunujukkan situasi ketika di antara pelat pelat tersebut terdapat udara. Sekarang kita sisipkan dielektrikum di antara kedua pelat (Gambar 4b) karena adanya medan listrik antara pelat pelat tersebut, molekul molekul akan cenderung menjadi terorientasi sebagaimana digambarkan. Efek netto pada setiap kasus adalah seakan akan ada muatan negatif total pada sisi luar dielektrikum yang menghadap pelat positif, dan muatan positif total pada sisi yang berlawanan, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.4c.Gaya diperkecil oleh faktor K, konstanta dielektrikum. Hal ini ditunjukkan dengan kenyataan bahwa beberapa garis medan listrik sebenarnya tidak menembus dielektrikum, tetapi berakhir (dan mulai kembali) pada muatan muatan yang diinduksi pada permukaan dielektrikum (Gambar 4c). Karena gaya pada muatan tes diperkecil sebesar faktor K, kerja yang diperlukan untuk memindahkannya dari satu pelat ke yang lainnya diperkecil oleh faktor K. Tegangan, yang merupakan kerja yang dilakukan per satuan muatan, dengan demikian harus berkurang juga sebesar faktor K. Maka, tegangan antar pelat menjadi:V = 2.13Sekarang muatan Q pada pelat tidak berubah., karena terisolasi. Jadi kita dapatkanQ = CV2.14di mana C adalah kapasitansi bila ada dielektrikum. Jika kita gabungkan persamaan ini dengan hubungan, V = V0 / K, kita mendapatkanC = = KC02.15karena C0 = Q / V0. Dengan demikian, dari sudut pandang atomik, kita memahami mengapa kapasitansi bertambah dengan faktor K.

Gambar 4 Pandangan molekuler mengenai efek dielektrikumBanyak keyboard komputer beroperasi dengan kapasitansi. Setiap tuts dihubungkan ke pelat teratas kapasitor. Pelat teratas bergerak ke bawah ketika tuts ditekan, berarti memperkecil jarak antara pelat pelat kapasitor, dan menaikkan kapasitansi. Perubahan kapasitansi menjadi terdeteksi oleh rangkaian elektronik. Kapasitor tersebut dirancang sedemikian rupa agar perubahan kapasitansi berbeda untuk setiap tuts. Artinya, perubahan kapasitansi yang terdeteksi merupakan pertanda tuts mana yang ditekan (Giancoli, Physics : Principles with Applications, 1998).Pembuatan kapasitor elektronis pada kawasan kapasitansi dipilih berdasar geometri kapasitor atau jenis dielektrik yang digunakan. Dielektrik pada kapasitor memiliki keterbatasan, sebab kuat medan listrik yang besar dapat mengakibatkan ionisasi pada dielektrik sehingga dielektrik yang semula isolator dapat berubah menjadi konduktor, dan menyebabkan dielektrik dadal (breakdown) sehingga kapasitor bocor.Kuat medan listrik maksimum (Emak) yang masih dapat digunakan pada sebuah dielektrik kapasitordisebut kekuatan dielektrik. Kekuatan dielektrik ini bergantung pada struktur fisis isolator. Medan listrik maksimum (Emak) disebut juga medan listrik dadal dilambangkan Ebd dan ini terjadi pada saat beda potensial antarpelat maksimum Vmak. Beda potensial itu disebut pula tegangan dadal (break down voltage) yang dilambangkan Vbd. Jika pada pelat sejajar itu berjarak antarpelat d maka Ebd dinyatakan dalam kV/mm, dan memenuhi kaitan :Ebd = 2.16

BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan dan BahanPeralatan dan bahan yang digunakan dalam percobaan plat kapasitor antara lain : sebuah I-Measuring Amplifier D, Sebuah Parallel Plat Kapasitor D, Sebuah Regulated Power Supply 0-300 V, dan dua buah Voltmeter.

3.2 Cara Kerja

Gambar 5 Rangkaian alat percobaan Plat Kapasitor

Keterangan Gambar : 1. Power Supply2. I-Measuring3. Voltmeter4. Kabel Resistor5. Kabel Koaksial6. Sepasang Plat Kapasitor7. Tempat mengatur diameter PlatLangkah pertama yang dilakukan yaitu disusun peralatan seperti pada gambar 3.1. Diatur tegangan pada power supply yaitu 7 volt dan dilakukan pengisian selama 30 detik. Dilepas kabel dari resistor pada kutub positif plat kemudian dimasukkan kabel koaksial dan dicatat harga V hasil pengamatan pada voltmeter. Diulangi langkah seperti diatas untuk jarak antar plat kapasitor berbeda, yaitu dengan variasi 1 mm, 3 mm, 5 mm, dan 7 mm.

BAB IVANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisis DataDari percobaan plat kapasitor yang telah dilakukan, didapatkan data muatan (Q) dalam tabel berikut :Tabel 2 Data hasil pengamatan Q pada jarak d = 1 milimeterNo.Tegangan (Volt)Jarak (mm)Muatan (C)

1712.0 x 10-9

2711.5 x 10-9

3712.0 x 10-9

4711.5 x 10-9

5711.5 x 10-9

Tabel 3 Data hasil pengamatan Q pada jarak d = 3 milimeterNo.Tegangan (Volt)Jarak (mm)Muatan (C)

1735x 10-10

2735x 10-10

3735x 10-10

4735x 10-10

5735x 10-10


1753x 10-10

2754x 10-10

3754x 10-10

4755x 10-10

5753x 10-10


1771 x 10-10

2773 x 10-10

3772 x 10-10

4772 x 10-10

5773 x 10-10

Tabel 6 Data hasil pengukuran plat kapasitorNo.UkuranNilai

1Keliling0.802 m

2Jari Jari0.1277 m

3Luas0.05121 m2

4.2 Perhitungan4.2.1 Besar C (Kapasitansi) hasil PerhitunganDiketahui :Jarak antar Plat Kapasitor: d = 3 mm = 3 x 10-3 mLuas Kapasitor: A = 5.121 x 10-2 m2Permivitas Hampa: 0 = 8.85 x 10-12 C2/NM2Besar Kapasitansi :C = = = 1.511 x 10-10 FaradTabel 7 Data besar Kapasitansi hasil perhitunganNOd (m)A (m2)0 (C2/NM2)C (Farad)

11 x 10-35.121 x 10-28.85 x 10-124.532 x 10-10

23 x 10-35.121 x 10-28.85 x 10-121.511 x 10-10

35 x 10-35.121 x 10-28.85 x 10-129.064 x 10-11

47 x 10-35.121 x 10-28.85 x 10-126.474 x 10-11

Rata-Rata1.899 x 10-10

4.2.2 Besar C (Kapasitansi) hasil pengamatan dengan d = 10-3 mDiketahui: Q = 1.5 x 10-9 CV = 7.0 voltd = 10-3 mDitanya: Besar Kapasitansi ?Jawab: C = = = 2.142 x 10-10 FaradTabel 8 Besar Kapasitansi hasil pengamatan dengan d = 10-3 mNOTegangan (Volt)Jarak (m)Muatan ( C )C (Farad)

170.0012.0 x 10-92.857x 10-10

270.0011.5x 10-92.142x 10-10

370.0012.0 x 10-92.857x 10-10

470.0011.5x 10-92.142x 10-10

570.0011.5x 10-92.142x 10-10

rata-rata1.7 x 10-92.428x 10-10

4.2.3 Besar C (Kapasitansi) hasil pengamatan dengan d = 3 x 10-3 mDiketahui: Q = 5 x 10-10 CV = 7.0 voltd = 3 x 10-3 mDitanya: Besar Kapasitansi ?Jawab: C = = = 7.143 x 10-11 FaradTabel 9 Besar Kapasitansi hasil pengamatan dengan d = 3 x 10-3 mNo.Tegangan (Volt )Jarak (m)Muatan ( C )C (Farad)

170.0035x 10-107.143 x 10-11

270.0035x 10-107.143 x 10-11

370.0035x 10-107.143 x 10-11

470.0035x 10-107.143 x 10-11

570.0035x 10-107.143 x 10-11

rata-rata5x 10-107.143 x 10-11

4.2.4 Besar C (Kapasitansi) hasil pengamatan dengan d = 5 x 10-3 mDiketahui: Q = 4.0 x 10-10 CV = 7.0 voltd = 5 x 10-3 mDitanya: Besar Kapasitansi ?Jawab: C = = = 5.714 x 10-11 Farad

Tabel 10 Besar Kapasitansi hasil pengamatan dengan d = 5 x 10-3 mNo.Tegangan (Volt )Jarak (m)Muatan ( C )C (Farad)

170.0053x 10-104.285x 10-11

270.0054x 10-105.714x 10-11

370.0054x 10-105.714x 10-11

470.0055x 10-107.142x 10-11

570.0053x 10-104.285x 10-11

rata-rata3.8 x 10-105.428x 10-11

4.2.5 Besar C (Kapasitansi) hasil pengamatan dengan d = 7 x 10-3 mDiketahui: Q = 3.0 x 10-10 CV = 7.0 voltd = 7 x 10-3 mDitanya: Besar Kapasitansi ?Jawab: C = = = 4.285 x 10-11 Farad

Tabel 11 Besar Kapasitansi hasil pengamatan dengan d = 7 x 10-3 mNo.Tegangan (Volt )Jarak (m)Muatan ( C )C (Farad)

170.0071 x 10-101.428 x 10-11

270.0073 x 10-104.285 x 10-11

370.0072 x 10-102.857 x 10-11

470.0072 x 10-102.857 x 10-11

570.0073 x 10-104.285 x 10-11

rata-rata2.2 x 10-103.142 x 10-11

4.3 PembahasanDalam percobaan plat kapasitor (L7) didapatkan hasil nilai kapasitan pada 2 (dua) buat plat sejajar yang diperoleh dari muatan (Q) yang diketahui dalam percobaan. Selain itu, dalam percobaan ini diberi variasi diameter (1 mm, 3 mm, 5 mm, dan 7 mm) agar kita sebagai praktikan dapat mengetahui pengaruh plat terhadap kapasitansi (C). Kemudian, setelah mendapatkan besaran kapasitansi (C) hasil pengamatan dan dibandingkan dengan besaran kapasitansi (C) hasil perhitungan. Untuk menentukan kapasitansi pada 2 buah plat sejajar pada saat pengamatan yaitu dengan menggunakan rumus C = q/v, sedangkan untuk menentukan kapasitansi pada 2 buah plat sejajar pada saat perhitungan yaitu dengan menggunakan rumus C = 0 x A/d. Dengan 0 (permitivitas hampa udara) = 8,85 x 10-12 F/m = 8,85 pF/m = 8,85 x 10-12 C2/N.m2. V sebanding dengan Q maka kapasitansi tidak bergantung pada muatan maupun tegangan kapasitor tetapi hanya pada faktor faktor geometri. Untuk suatu kapasitor keping sejajar, kapasitansi sebanding dengan luas keping dan berbanding terbalik dengan jarak pemisah. Secara umum, kapasitansi bergantung pada ukuran, bentuk, dan pengaturan geometri dari konduktor konduktor.Percobaan plat kapasitor (L7) dilakukan dengan merangkai alat seperti Gambar 3.1. Lalu diatur tegangan pada power supply yaitu 7 volt dan dilakukan pengisian selama 30 detik. Dilepas kabel dari resistor pada kutub positif plat kemudian dimasukkan kabel koaksial dan dicatat harga V hasil pengamatan pada voltmeter. Pergantian dilakukan secara cepat, agar muatan listrik yang telah tersimpan tidak berkurang. Diulangi langkah seperti diatas untuk jarak antar plat kapasitor berbeda, yaitu dengan variasi 1mm, 3mm, 5mm, dan 7mm dan diulangi masing-masing sebanyak 5x. Pengulangan bertujuan untuk memperoleh hasil kapasitansi (C) yang lebih akurat atau tepat. Pada percobaan plat kapasitor diperoleh besar kapasitansi (C) melalui perhitungan yaitu (dengan variasi diameter 1 mm, 3 mm, 5 mm, dan 7 mm) : 4.532 x 10-10, 1.511 x 10-10, 9.064 x 10-11, 6.474 x 10-11. Sehingga dapat diambil rata-ratanya yaitu sebesar 1.899 x 10-10 Farad.Pada percobaan plat kapasitor diperoleh besar kapasitansi (C) melalui pengamatan yaitu : saat variasi diameter 1 mm diperoleh rata-rata C = 2.428x 10-10 Farad; variasi diameter 3 mm diperoleh rata-rata C = 7.143 x 10-11; variasi diameter 5 mm diperoleh rata-rata C = 5.428x 10-11; dan variasi diameter 7 mm diperoleh rata-rata C = 3.142 x 10-11. Kemudian dapat diambil rata-rata kapasitansi (C) pada pengamatan adalah 1.00 x 10-10 Farad.Terdapat perbedaan hasil akhir besaran kapasitansi (C) antara perhitungan dan pengamatan. Adapun penyebab terjadinya perbedaan tersebut antara lain : kesalahan praktikam, dalam hal ini praktikan kurang cermat dan teliti dalam mengambil data (contohnya pada saat percobaan praktikan kurang teliti saat jarum voltmeter tidak di angka nol dan saat pengisian praktikan tidak tepat melakukannya selama 30 detik), sehingga akan mempengaruhi hasil dalam data percobaan tersebut. Selain itu penyebabnya adalah pada saat perhitungan, dalam hal ini adalah pembulatan angka desimal, dari angka desimal tersebut kemudian dilakukan pembulatan angka dimana dari pembulatan tersebut akan menyebabkan krtidak akuratan dari nilai kapasitansi (C).

BAB VKESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan, sebagai berikut :1. Menentukan kapasitan pada plat sejajar dengan pehitungan menggunakan rumus :C = 2. Menentukan kapasitan pada plat sejajar dengan pengamatan menggunakan rumus :C = 0 3. Hasil rata rata kapasitansi pada : d = 10-3 m diperoleh C = 2.428x 10-10 F d = 3 x 10-3 m diperoleh C = 7.143 x 10-11 F d = 5 x 10-3 m diperoleh C = 5.428x 10-11 F d = 7 x 10-3 m diperoleh C = 3.142 x 10-11 F

4. Diameter (d) mempengaruhi besar kapasitan pada plat sejajar. Semakin besar d maka semakin kecil kapasitansinya.5. Besar kapasitansi hasil rata-rata perhitungan adalah 1.899 x 10-10 Farad, sedangkan besar kapasitansi hasil rata-rata pengamatan adalah 1.00 x 10-10 Farad.

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika. Jakarta: Erlangga.Giancoli, Douglas C. 1998. Physics : Principles with Applications. Upper Saddle River: Pearson Education, Inc.Priyambodo, Tri Kuntoro. 2010. Fisika Dasar: Listrik Magnet Optika Fisika Modern. Yogyakarta: ANDI.Tipler, Paul A. 1991. Physics for Scientists and Engineers. New York: WH. Freeman.

LAMPIRANRALAT PERHITUNGAN

A. Ralat Perhitungan Muatan (Q)Tabel 12 Ralat pengukuran Q pada d = 1 mmNOX (m)(X-)

12.00.30.09

21.5-0.20.04

32.00.30.09

41.5-0.20.04

51.5-0.20.04

1.70

Ralat Mutlak : == = = 0.1 mRalat Nisbi : I = x 100%= x 100%= 10%Keseksamaan : K = 100% - 10% = 90%

Tabel 13 Ralat pengukuran Q pada d = 3 mmNOX (m)(X-)

10.500

20.500

30.500

40.500

50.500

0.5

Ralat Mutlak : = = = = 0Ralat Nisbi : I = x 100%= x 100%= 0%Keseksamaan : K = 100% - 0% = 100%

Tabel 14 Ralat pengukuran Q pada d = 5 mmNOX (m)(X-)

10.3-0.080.0064

20.40.020.0004

30.40.020.0004

40.50.120.0144

50.3-0.080.0064

0.0380

Ralat Mutlak : = = = = 0.037 mRalat Nisbi : I = x 100%= x 100%= 9.7%Keseksamaan : K = 100% - 9.7% = 90.3%Tabel 15 Ralat pengukuran Q pada d = 7 mmNOX (m)(X-)

10.1-0.120.0144

20.30.080.0064

30.2-0.020.0004

40.2-0.020.0004

50.30.080.0064

0.22

Ralat Mutlak : = = = = 0.037 mRalat Nisbi : I = x 100%= x 100%= 16.8%Keseksamaan : K = 100% - 16.8% = 83.2%

ptik-fix

Documents