Laporan Praktikum Modul 3 - Pramudya Aditama - 0101518019 [PDF]

Citation preview

RANGKAIAN KAPASITOR SERI DAN PARALEL Pramudya Aditama



0101518019 Teknik Industri Kamis, 1 April 2021



Rifa Syabila



Abstrak - Rangkaian RLC merupakan rangkaian yang dihubungkan secara pararel ataupun seri. Rangkaian tersebut harus terdiri dari kapasitor, induktor dan resistor. Sesuai dengan namanya, susunan seri RLC merupakan susunan yang terdiri dari sebuah resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) yang disusun secara seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan. Karena terdiri dari tiga komponen, maka besar hambatan juga berasal dari ketiga komponen tersebut. Hambatan yang dihasilkan resistor disebut sebagai resistansi, hambatan yang dihasilkan oleh induktor biasa disebut reaktansi induktif yang disimbolkan dengan XL, sedangkan hambatan yang dihasilkan oleh kapasitor disebut raktansi kapasitif yang sering disimbolkan dengan XC. Besar hambatan gabungan yang dihasilkan dalam rangkaian seri RLC disebut hambatan total atau impedansi. Pada praktikum yang ketiga ini, telah dilakukan percobaaan simulasi tentang kapasitor menggunakan Phet Colorado Edu Simulations : Capacitor Lab. Metode eksperimen yang dilakukan yaitu dengan mengamati hasil muatan pelat atas untuk nilai tegangan berbeda yang diberikan pada setiap tabel. Abstract - RLC series is a series that is connected by parallel or series. The circuit must consist of capacitors, inductors and resistors. As the name implies, the RLC series is an arrangement consisting of a resistor (R), inductor (L), and capacitor (C) that is arranged in series and connected to a voltage source. Because it consists of three components, the large obstacles also come from all three components. The resistance produced by resistors is referred to as resistance, the resistance produced by inductors is commonly called inductive reactance symbolized by XL, while the resistance produced by capacitors is called capacitive racktansi which is often symbolized by XC. The combined barriers generated in the RLC series are called total or impedance barriers. In this third practicum, simulation trials have been conducted on capacitors using Phet Colorado Edu Simulations: Capacitor Lab. The experimental method is to observe the top plate charge result for the different voltage values given at each table. Keywords – RLC, the circuits, components, the resistance, and phet colorado.



PENDAHULUAN Komponen elektronika adalah komponen yang paling kompleks dan sensitif, tak jarang terjadi kerusakan apabila komponen yang digunakan tak seuai semestinya, misalkan kelebihan daya, arus, short, dll. Selain itu tidak semua komponen ataupun perangkat elektronika dapat dijumpai dan dibeli dengan mudah, salah satu contohnya adalah osiloskop, spektrum analizer, function generator, dll. Maka dari itu software simulasi dapat membatu proses merancang rangkaian elektronika sebelum dipatenkan langsung pada komponen. Bukan hanya itu, kitapun dapat menggunakan perangkat elektronika yang tidak dapat kita jangkau (beli dan dijumpai) untuk mengetahui karakteristik dan cara penggunaan komponen. [1] Multimeter adalah suatu alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur tiga jenis besaran listrik yaitu arus listrik, tegangan listrik, dan hambatan listrik. Sebutan lain untuk multimeter adalah AVO-meter yang merupakan singkatan dari satuan Ampere, Volt, dan Ohm. [2] Kode warna resistor adalah sebuah nilai resistansi yang ada pada resistor ditentukan oleh kode-kode warna yang terdapat pada badan resistor tersebut. Jumlah gelang warna yang ada pada badan resistor pada umumnya yang beredar dipasaran adalah berjumlah empat warna dan lima warna, namun pada jenis resistor tertentu terdapat 6 warna. [3] Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/ muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik atau komponen listrik yang mampu menyimpan muatan listrik yang dibentuk oleh permukaan (piringan atau kepingan) yang berhubungan yang dipisahkan oleh suatu penyekat. [4] Induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya. Induktor adalah salah satu komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan tegangannya berubah-ubah dikarenakan kemampuan induktor untuk memproses arus bolak-balik. [5]



Transistor adalah sebuah komponen elektronika yang digunakan untuk penguat, sebagai sirkuit pemutus, sebagai penyambung, sebagai stabilitas tegangan, modulasi sinyal dan lain-lain. Fungsi transistor juga sebagai kran listrik yang dimana berdasarkan tegangan inputnya, memungkinkan pengalihat listrik yang akurat yang berasal dari sumber listrik. [6]



METODE PENELITIAN Pada Praktikum Modul 3 tentang Rangkaian Kapasitor Seri dan Paralel ini menggunakan metode penelitian kualitatif dengan cara menganalisa data selama proses penelitian berlangsung. Praktikum inidilakukan secara daring dengan menggunakan website https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/capacito rlab/latest/capacitorlab.html?simulation=capaci tor-lab. Dalam website digunakan tiga jenis percobaan dengan menggunakan introduction dan dielectric. Dalam percobaan kita dapat mengetahui apa saja yang dapat mempengaruhi nilai dari kapasitansi, mulai dari plat area yang digunakan, tegangan (V) yang digunakan, serta separation dan material yang kita gunakan selama simulasi dilakukan yang ternyata mempengaruhi nilai kapasitansi. Selain menggunakan website phet Colorado, praktikum juga dilaksanakan dengan menggunakan zoom Meeting.



HASIL DAN PEMBAHASAN Praktikum modul Rangkaian Kapasitor Seri dan Paralel dilakukan menggunakan website Phet Colorado “Capacitor Lab”, pada website tersebut terdapat tiga pilihan jenis yang bias digunakan, yaitu introduction, dielectric dan multiple capacitors. Praktikum kali ini kita menggunakan dua jenis yaitu introduction dan dielectric. Dalam simulasi yang dijalankan terdapat komponen – komponen yang ada pada website ini yang dapat digunakan untuk mencari nilai kapasitansi serta muatan, seperti capacitance, plat charge, voltmeter, plate area, dan separation. Praktikum kali ini dilakukan dengan tiga jenis perlakuan yang berbeda – beda. Percobaan pertama dilakukan dengan menggunakan plat area sebesar 200 mm2 dan seperation sebesar 5 mm. Percobaan pertama dilakukan dengan menggunakan nilai tegangan (V) yang berbeda – beda. Gambar 2. Introduction Bagian 2



Pada gambar kedua, didapat kapasitansi sebesar 0.89 × 10− 13 F, plate charge sebesar 1.33 x 10− 13 C, dan stored energy sebesar 1.00 x 10− 13 J.



Gambar 1. Introduction Bagian 1



Pada gambar pertama, didapat kapasitansi sebesar 3.58 × 10− 13 F, plate charge sebesar 1.82 x 10− 13 C, dan stored energy sebesar 0.46 x 10− 13 J. Gambar 3. Dielectric



Pada gambar ketiga, didapat kapasitansi sebesar 0.89 × 10− 13 F, plate charge sebesar 1.33 x 10− 13 C, dan stored energy sebesar 1.00 x 10− 13 J.



KESIMPULAN Berdasarkan praktikum yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa nilai kapasitansi dipengaruhi oleh plat area dan nilai separation yang digunakan, dimana semakin besar nilai plat area yang digunakan maka semakin besar nilai kapasitansi yang dihasilkan, dan semakin besar nilai separation yang digunakan maka semakin kecil nilai kapasitansi yang dihasilkan, berarti jarak menentukan besar kapasitansi yang dihasilkan. Selain nilai kapasitansi terdapat muatan, dimana berdasarkan percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa muatan yang dihasilkan itu memiliki hubungan yang berbanding lurus dengan tegangan (V) yang digunakan, serta tegangan (V) tidak mempengaruhi nilai kapasitansi kapasitor. Dengan dilakukannya praktikum ini praktikan dapat memahami definisi dan apa saja yang dapat mempengaruhi nilai kapasitansi kapasitor serta muatan listrik pada kapasitor.



DAFTAR PUSTAKA A. Muzaki, A. Saptadi, and W. Pamungkas. 2011. “Aplikasi Sensor Cahaya Untuk Alarm Anti Pencuri”, J. INFOTEL, vol. 3, no. 2, pp. 50-59, Nov. Badaruddin, Fery Agung Firdianto. 2016. “Analisa Minyak Transformator pada Transformator Tiga Fasa”. Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercubuana. Vol. 7 No. 2, Mei 2016. Bakri, Abdul Haris. 2016. “Dasar-Dasar Elektronika”. Yogyakarta : Andi. Frans Romario; Stevano Agusta, 2017. “Pengatur Intensitas Cahaya Menggunakan Transistor”. Jurnal Praktikum Fisika Dasar, Universitas Sultan Ageng Tritayasa, 2017. Syifaul, Fuada 2017. “Perancangan Sistem Kontrol Pada Prototip Pengering Kerupuk Berbasis IC Digital Menggunakan Software Proteus 7.0”, Jurnal SETRUM, Juni 2017, Vol. 6, 88 – 96. Suryadi, L., Darmanto, T., & Putra, A. Y. A. 2016. “Perancangan Sistem Kontrol Kipas Angin Otomatis Menggunakan Sensor Suhu LM35 Berbasis Mikrokontroler”. ATMega16. 2(2), 76–82.



TABEL PENGAMATAN



Nama : Pramudya Aditama Prodi : Teknik Industri NIM : 0101518019 Asprak: Rifa Syabila



Data Pengamatan 1: Graph of Voltage vs. Charge 1. Tuliskan kapasitansi terukur di tempat yang tersedia di bawah ini. Capacitance: 3.58 × 10− 13 F Separation = 5 mm Plate Area = 202.2 mm2



Data Pengamatan 2: Graph of Capacitance vs. Plate Area 1. Reset Simulasi. 2. Set jarak antara plate 10 mm. 3. Catat kapasitansi untuk masing-masing area plate pada tabel 2 di bawah. (Pindahkan panah pelat untuk mengontrol pengaturan area dalam simulasi.)



Exercise 3: Graphs of Capacitance vs. Separation Distance (d) and Capacitance vs. 1/d. 1. Reset the simulation. 2. Set area plate 100 mm2 3. Catat kapasitansi untuk setiap pengaturan pemisahan pada tabel di bawah. (nilai d dapat diubah dengan menggerakkan panah)



TUGAS AKHIR 1. Kapasitansi kapasitor pelat paralel dapat ditingkatkan dengan meningkatkan pemisahan pelat. (benar atau salah). Jelaskan! Salah, karena semakin besar nilai dari kapasitansi maka nilai dari pemisahan pelat akan semakin kecil begitu juga sebaliknya. Jika ingin meningkatan nilai kapasitansi bisa dengan memperpendek jarak pemisahan pelat. 2. Apakah benar mengatakan bahwa kapasitansi berbanding terbalik dengan luas pelat? (benar atau salah). Jelaskan! Salah, karena dalam percobaan yang telah dilakukan bahwa semakin besar luat pelat maka semakin besar pula nilai kapasitansinya. 3. Kapasitor adalah alat yang digunakan untuk menyimpan energi? (benar atau salah). Jelaskan! Benar, karena terdapat insulator yang dimana berfungsi untuk menyimpan energi didalam kapasitor. 4. Satuan untuk kapasitansi adalah C / V (coulomb per volt). (benar atau salah). Jelaskan! Benar, karena rumus kapasitansi adalah Kapasitansi (C) = Q/V . Q adalah muatan dengan satuan C (Coulomb) dan V adalah Voltage atau tegangan dengan satuan V. Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa satuan kapasitansi adlah C/V.