Agnes Meiliana - 1a11 - Laporan Resmi Kapasitor [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM TEKNIK TENAGA LISTRIK ELEKTRONIKA DISKRIT KAPASITOR



Dosen Pengampu: Torib Hamzah, S.Pd, M.Pd NIP 19670910 200604 1 001 Abd. Kholiq, SST, MT NIP 19750522 200604 1 006 DisusunOleh : Agnes Meiliana P27838020003 1A11 POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES SURABAYA JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK TAHUN AJARAN 2020/2021



BAB I PENDAHULUAN 1.1



Latar Belakang Sekarang ini berbagai alat elektronik terdapat berbagai macam komponen elektronika didalamnya, baik itu komponen aktif, komponen pasif ataupun komponen penunjang. Sebagian besar alat elektronik tersebut tersusun dari rangkaian listrik yang dapat menyimpan muatan listrik yang digunakan pada rangkaian tersebut, ada yang menggunakan listrik AC dan ada yang menggunakan arus DC. Komponen elektronika yang dapat menyimpan listrik pada rangkaian elektronik tersebut ialah komponen kapasitor. Peristiwa pengisian dan pengosongan kapasitor memegang peranan yang sangat penting dalam elektronika. Kapasitor merupakan perangkat yang mampu menampung muatan listrik dimana muatan tersebut dapat disimpan kemudian dilepas secara perlahan.



1.2



Batasan Masalah Dapat memamahami cara pengisian dan pengosongan kapasitor



1.3



Rumusan Masalah 1. Jelaskan perbedaan kapasitor polar dan non polar ? 2. Faktor-faktor apakah yang menentukan kapasitansi kapasitor ? 3. Jika nilai R semakin kecil maka waktu yang dibutuhkan untuk pengisian kapasitor semakin ? 4. Apakah tegangan sumber menentukan lama waktu pengisian kapasitor? 5. Apakah waktu yang diperlukan untuk mengisi dan membuang muatan pada kapasitor sama



1.4



Tujuan 1.4.1 Tujuan Umum a. Mahasiswa dapat mengetahui cara membaca kapasitor dan mengubah satuan kapasitor. b. Mahasiswa dapat mengetahui cara kerja dan jenis kapasitor.



c. Mahasiswa dapat mengerti dan memahami rangkaian kapasitor seri dan paralel. d. Mahasiswa dapat merangkai rangkaian kapasitor seri dan paralel. 1.4.2 Tujuan Khusus a. Mahasiswa dapat mengerti tentang pengisian dan pengosongan kapasitor. b. Mahasiswa dapat merangkai rangkaian pengisian dan pengosongan kapasitor. 1.5



Manfaat 1.5.1 Manfaat Teoritis a. Mahasiswa mampu membaca menentukan kaki kapasitor. b. Mahasiswa mampu membaca dan mnegubah nilai kapasitor. c. Mahasiswa mampu merangkai kapasitor dalam rangkaian seri dan paralel. 1.5.2 Manfaat Praktis Mahasiswa mampu merangkai kapasitor dengan baik dan benar dan dapat melakukan pengisian dan pengosongan kapasitor.



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1



Kapasitor Kapasitor (Capacitor) atau disebut juga dengan Kondensator (Condensator) adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan kapasitansinya adalah Farad. Satuan Kapasitor tersebut diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791-1867) yang berasal dari Inggris. Berikut adalah gambar kapasitor.



Gambar 2.1



Jenis Kapasitor ( Sumber : teknikelektronika.com)



Namun Farad adalah satuan yang sangat besar, oleh karena itu pada umumnya kapasitor digunakan dalam peralatan Elektronika adalah satuan Farad yang dikecilkan menjadi pikoFarad, nanoFarad, dan microFarad. Untuk lebih lengkapnya, berikut adalah satuan konverensi Farad : 1Farad = 1.000.000 uF 1uF



= 1.000 nF



1uF



= 1.000.000 pF



1nF



= 1.000pF



Kapasitor memiliki beberapa fungsi, berikut adalah fugsi kapasitor : 1. Sebagai isolator yang bisa memperlambat arus DC atau direct current. 2. Sebagai penyaring dalam rangkaian catu daya. 3. Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian osilator. 4. Sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik.



5. Sebagai frekuensi dalam rangkaian antena. 6. Sebagai penghemat daya listrik pada lampu neon. 7. Sebagai penghilang bouncing (loncatan api) jika dipasang sebagai pada saklar. 8. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan yang lain 9. Sebagai penggeser Fasa. 10. Sebagai konduktor. 2.1.1



Nilai Kapasitansi Berdasarkan nilai kapasitansinya kapasitor dibagi menjadi 2 jenis yaitu kapasitor tetap dan kapasitor tidak tetap. 1. Kapasitor Tetap a. Kapasitor Keramik



Gambar 2.2



Kapasitor Keramik



( Sumber : teknikelektronika.com)



Kapasitor Keramik adalah Kapasitor yang isolatornya terbuat dari Keramik dan berbentuk bulat tipis ataupun persegi empat. Kapasitor Keramik tidak memiliki arah atau polaritas, jadi dapat dipasang bolak-balik dalam rangkaian Elektronika. Pada umumnya, Nilai Kapasitor Keramik berkisar antara 1pf sampai 0.01µF. b. Kapasitor Polyester



Gambar 2.3 Kapasitor Polyester



(Sumber : teknikelektronika.com)



Kapasitor Polyester adalah kapasitor yang isolatornya terbuat dari Polyester dengan bentuk persegi empat. Kapasitor



Polyester



dapat



dipasang



terbalik



dalam



rangkaian Elektronika (tidak memiliki polaritas arah). c. Kapasitor Kertas



Gambar 2.4



Kapasitor Kertas



( Sumber : teknikelektribika.com)



Kapasitor Kertas adalah kapasitor yang isolatornya terbuat dari Kertas dan pada umumnya nilai kapasitor kertas berkisar diantara 300pf sampai 4µF. Kapasitor Kertas tidak memiliki polaritas arah atau dapat dipasang bolak balik dalam Rangkaian Elektronika. d. Kapasitor Elektrolit (Elco)



Gambar 2.5 Kapasitor



Elektrolit



(Sumber : teknikelektronika.com)



Kapasitor Elektrolit adalah kapasitor yang bahan Isolatornya terbuat dari Elektrolit (Electrolyte) dan berbentuk Tabung / Silinder. Kapasitor Elektrolit atau disingkat dengan ELCO ini sering dipakai pada Rangkaian Elektronika yang memerlukan



Kapasintasi



(Capacitance)



yang



tinggi.



Kapasitor Elektrolit yang memiliki Polaritas arah Positif (-) dan Negatif (-) ini menggunakan bahan Aluminium sebagai pembungkus dan sekaligus sebagai terminal Negatif-nya.



Pada umumnya nilai Kapasitor Elektrolit berkisar dari 0.47µF hingga ribuan microfarad (µF). Biasanya di badan Kapasitor Elektrolit (ELCO) akan tertera nilai kapasitansi, tegangan (Voltage), dan terminal negatif. Hal yang perlu diperhatikan, Kapasitor Elektrolit dapat meledak jika polaritas (arah) pemasangannya terbalik dan melampui batas kamampuan tegangannya. e. Kapasitor mika



Gambar 2.6



Kapasitor Mika (Sumber : teknikelektronika.com)



Kapasitor Mika adalah kapasitor yang bahan Isolatornya terbuat dari bahan Mika. Nilai Kapasitor Mika pada umumnya berkisar antara 50pF sampai 0.02µF. Kapasitor Mika juga dapat dipasang bolak balik karena tidak memiliki polaritas arah. 2. Kapasitor Tidak Tetap (Variable Condensator ) a. Variable Condensator



Gambar 2.7



Variable Condensator ( Sumber : robotikauns.net)



VARCO (Variable Condensator) yang terbuat dari Logam dengan ukuran yang lebih besar dan pada umumnya digunakan untuk memilih Gelombang Frekuensi pada



Rangkaian Radio (digabungkan dengan Spul Antena dan Spul Osilator). Nilai Kapasitansi VARCO berkisar antara 100pF sampai 500p. b. Trimmer



Gambar 2.8 Trimmer ( Sumber : panduanteknisi.com)



Trimmer adalah jenis Kapasitor Variabel yang memiliki bentuk lebih kecil sehingga memerlukan alat seperti Obeng untuk dapat memutar Poros pengaturnya. Trimmer terdiri dari 2 pelat logam yang dipisahkan oleh selembar Mika dan juga terdapat sebuah Screw yang mengatur jarak kedua pelat logam tersebut sehingga nilai kapasitansinya menjadi berubah. Trimmer dalam Rangkaian Elektronika berfungsi untuk menepatkan pemilihan gelombang Frekuensi (Fine Tune). Nilai Kapasitansi Trimmer hanya maksimal sampai 100pF. Beberapa faktor yang mempengaruhi nilai kapasitansi dari kapasitor adalah: 1. Luas penampang pelat : Apabila faktor-faktor lain tetap, penampang pelat yang lebih luas akan memberikan nilai kapasitansi yang lebih besar; semakin sempit luas penampang pelat maka semakin kecil nilai kapasitansinya. 2. Jarak antar pelat : Apabila semua faktor tetap, bila jarak antar kedua pelat semakin lebar maka kapasitansinya semakin kecil; semakin dekat jarak antar kedua pelat , semakin besar nilai kapasitansinya.



3. Bahan dielektrik : apabila faktor-faktor lain adalah tetap, semakin besar permitivitas dari bahan dielektrik memberikan nilai kapasitansi yang semakin besar pula; semakin kecil permitivitasnya, semakin kecil pula kapasitansinya 2.1.2



Polaritas Berdasarkan polaritasnya kapasitor dibagi menjadi 2 yaitu Kapasitor Polar dan Kapasitor non Polar. 1. Kapasitor Polar Kapasitor polar adalah kapasitor yang kedua kutubnya memiliki polaritas positif dan negatif. Biasanya kapasitor polar bahannya terbuat dari elektrolit dan mempunyai nilai kapasitansi yang besar dibandingkan dengan kapasitor yang menggunakan bahan kertas atau mika atau keramik. Pemasangan kapasitor polar harus benar tidak boleh terbalik karena jika pemasangannya terbalik akan meletus. Contoh dari kapasitor polar adalah Kapasitor Elektrolit (Elco).



Gambar 2.9 Kapasitor Polar ( Sumber : blog.unnes.ac.id)



2. Kapasitor Non Polar Kapasitor Non Polar adalah kapasitor yang pada kutubnya tidak memiliki polaritas artinya pada kedua kutubnya dapat digunakan secara terbalik. Mempunyai nilai kapasitansi kecil dan bahannya terbuat dari keramik, mika, kertas dan lain-lain. Contoh Kapasitor non Polar adalah Kapasitor Keramik, Kapasitor Kertas, Kapasitor Mika, dan Kapasitor Polyester.



Gambar 2.10 Jenis Kapasitor Non Polar ( Sumber : elektronika-dasar.web.id)



2.1.3



Pengisian dan Pengosongan Apabila sebuah kapasitor dihubungkan dengan sumber arus searah maka dalam beberapa saat akan ada arus listrik yang mengalir masuk ke dalam kapasitor, kondisi ini disebut proses pengisian kapasitor, apabila muatan listrik di dalam kapasitor sudah penuh, maka aliran arus listrik akan berhenti. Bila hubungan ke kapasitor di tukar polaritasnya, maka muatan listrik akan kembali mengalir keluar dari kapasitor. Tegangan listrik pada kapasitor besarnya berbanding lurus dengan muatan listrik yang tersimpan di dalam kapasitor. Rumus pengisian dan pengosongan Kapasitor adalah : τ = 5RC τ = konstanta waktu (detik) R = Resistor / tahanan (ohm) C = Kapasitor (Farad) Pada prinsipnya kapasitor membutuhkan waktu untuk melakukan pengisian pada kapasitor hinga penuh. Sama halnya dengan pengisian, saat pengosongan kapasitor juga memerlukan waktu untuk mengosongkan isi muatan listrik pada kapasitor. Bila nilai Resistansi ( R ) kecil, maka arus akan lebih mudah mengalir sehingga proses pengisian muatan listrik pada Kapasitor pun akan semakin cepat.



BAB III METODE PENELITIAN 3.1



Alat dan Bahan a. Kapasitor b. Poject board c. PowerSupply d. Multimeter e. Solder f. Timah g. Stopwatch



3.2



Langkah Percobaan 1. Siapkan alat dan bahan. 2. Hitung nilai kapasitor dan catat pada tabel pengamatan. 3. Rangkai kapasitor sesuai petunjuk pada modul ( seri atau paralel ). 4. Berikan tegangan 5 volt pada rangkaian. 5. Hitung besar kapasitansi total dan ukur tegangan pada masing-masing kapasitor. 6. Ukur berapa waktu yang dibutuhkan untuk pengisian dan pengosongan kapasitor. 7. Untuk mengukur pengisian kapasitor, lakukan seperti yang ada pada gambar.Sedangkan untuk pengosongan kapasitor lepaskan rangkaian dari catu daya. Kemudian hubungkan menjadi rangkaian tertutup.



3.3



Tabel Pengamatan Tabel 3.1 Pengisian dan Pengosongan Kapasitor T ukur No



Vs



Resistor



C Total



t



t



pengisian



pengosongan



1



4,8V



1,8kΩ



100uF



1,8 detik



1 menit



2



9V



1,8kΩ



100uF



1,83 detik



1,9 menit



3



11V



1,8kΩ



100uF



3 detik



4 menit



BAB IV ANALISIS DAN KESIMPULAN 4.1



Analisis Dalam praktikum ini kapasitor memiliki fungsi untuk menyimpan muatan listrik sementara. Kapasitor memiliki satuan Farad, dalam praktikum ini dijelaskan cara mengkonverensi satuan kapasitor seperti : 68pF = 68 × 100 = 68 × 1 = 68pF = 68 × 10-3nF = 68 × 10-6 uF = 68×10-12F Terdapat rangkaian seri dan paralel kapasitor dalam praktikum ini kita juga menghitung rangkaian seri dan paralel pada kapasitor dan mengubah satuannya juga. Dalam praktikum ini kita juga melakukan pengamatan pengisian dan pengosongan kapasitor seperti : Pengisian dan pengosongan kapasitor pada tegangan 4,8 V dengan hambatan 1,8kΩ, dan kapasitor 100uF. Waktu pengisian kapasitor tersebut 1,8 detik dan waktu untuk pengosongan kapasitor tersebut 1 menit. Waktu yang diperlukan untuk melakukan pengisian dan pengosongan tidak sama. Secara teori waktu untuk melakukan pengisian adalah sama namun secara praktek tidak. Jika nilai hambatan yang dibutuhkan untuk pengisian kapasitor semakin kecil maka arus akan lebih mudah mengalir sehingga proses pengisian muatan listrik pada kapasitor semakin cepat.



4.2



Kesimpulan Kesimpulan dari praktikum yang telah dilakukan adalah kapasitor merupakan komponen yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik sementara. Kapasitor dibagi menjadi 2 yaitu kapasitor polar dan non polar. Dalam menentukan kapasitansi kapasitor terdapat faktor faktor yang mempengaruhinya seperti : luas keping logam, jarak antar keping, dan jenis bahan dielektrik. Nilai hambatan juga mempengaruhi pengisian kapasitor, jika nilai hambatan yang digunakan semakin kecil maka arus yang mengalir pada kapasitor semakin cepat.



DAFTAR PUSTAKA [1] K.Dickson, "Pengertian kapasitor,"1 Januari 2020. [Online]. Available: https://teknikelektronika.com/simbol-fungsi-kapasitor-beserta-jenis-jeniskapasitor/. [Accessed 6 November 2020]. [2] H6194V, "faktor faktor yang mempengaruhi kapasitansi kapasitor,"30 Mei 2012 [Online]. Available: http://mekatronikasmk.blogspot.com/2012/05/kapasitor.html. [Accessed 6 November 2020]. [3] Taufiqullah,"teori pengisian dan pengosongan kapasitor"2 Januari 2020 . [Online]. Available: https://www.tneutron.net/elektro/pengisian-danpengosongan-kapasitor/. [Accessed 6 November 2020].



LAMPIRAN 1.



Foto Praktikum



2.



Laporan Sementara



FOTO PRAKTIKUM GAMBAR



KETERANGAN



Rangkaian Kapasitor