LKPD Phet Praktikum Kapasitor [PDF]

Citation preview

PRAKTIKUM KAPASITOR A. Tujuan Setelah melakukan praktikum ini, kalian diharapkan mampu: 1. Mengetahui hubungan luas keping dengan kapasitas kapasitor 2. Mengetahui hubungan jarak antar keping dengan kapasitas kapasitor 3. Memahami prinsip penyimpanan muatan dan energi pada kapasitor B. Landasan Teori Kapasitor (kondensator) adalah : alat yang terdiri dari dua penghantar berdekatan yang dimaksudkan untuk diberi muatan sama besar dan berlawanan jenis. Fungsi dari kapasitor diantaranya adalah untuk menghilangkan bunga api listrik pada rangkaian-rangkaian yang mengandung kumparan bila tiba-tiba diputuskan, untuk memperbesar effisiensi daya transmisi (penyebaran) arus bolak-balik, memilih panjang gelombang (tuning) pesawat penerima radio, serta menghilangkan bunga api pada saat menghidupkan mesin mobil. Kapasitor keping sejajar merupakan kapasitor yang terdiri dari 2 buah keping sejajar yang masing-masing luasnya A m 2 terpisah sejauh d meter satu sama lain



Kapasitas kapasitor keping sejajar ini dapat dinyatakan dengan 𝐶=



s𝐴 𝑑



di mana C = kapasitas kapasitor ε = permitivitas bahan dielektrik A = luas keping d = jarak antar keping



Aufa MF (aufamf.blogspot.com)



C. Langkah Kerja 1. Bukalah laman berikut. https://phet.colorado.edu/sims/html/capacitor -lab- basics/latest/capacitor-lab-basics_en.html 2. Praktikum Hubungan Luas Keping dan Jarak antar Keping dengan Kapasitas Kapasitor a. Pilih menu ”Capacitance”



b.



Check semua menu di Vlab ini



c.



Naikkan tegangan baterai hingga 1.5 V



d.



Perhatikan nilai luas keping (plate area) dan nilai kapasitansi (capacitance). Ubahlah nilai luas keping tersebut dari 100 mm 2, 150 mm2, 200 mm2, 250 mm2, 300 mm2, 350 mm2, hingga 400 mm2. Catat nilai kapasitansi pada setiap luas keping tersebut. (Jarak antar keping tetap = 6 mm)



e.



Perhatikan nilai jarak antar keping (separation) dan nilai kapasitansi (capacitance). Ubahlah nilai jarak antar keping dari 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, hingga 10 mm. Catat nilai kapasitansi pada setiap jarak antar keping tersebut. (Luas keping tetap = 100 mm2)



3. Memahami Prinsip Penyimpanan Kapasitor SAKLAR DILEPAS a. Reset semua setting dari praktikum sebelumnya dengan tanda b. Pasang voltmeter pada ujung-ujung kapasitor seperti gambar berikut.



Aufa MF (aufamf.blogspot.com)



d. Perhatikan banyaknya garis medan listrik dan nilai tegangan pada voltmeter. e. Pindahkan saklar ke titik lain sehingga kapasitor tidak terhubung dengan baterai lagi seperti gambar berikut.



Before



After



f. Perhatikan banyaknya garis medan listrik dan nilai tegangan pada voltmeter. SAKLAR DIHUBUNGKAN LAMPU a. Pindahlah ke menu “Light Bulb”



b. Check menu “Electric Field” c. Pasang voltmeter pada ujung-ujung kapasitor seperti gambar berikut.



d. Naikkan tegangan baterai hingga 1.5 V e. Perhatikan banyaknya garis medan listrik dan nilai tegangan pada voltmeter. f. Pindahkan saklar ke titik lain sehingga kapasitor sekarang terhubung dengan lampu. g. Perhatikan nyala lampu, banyaknya garis medan listrik dan nilai tegangan pada voltmeter. D. Data Pengamatan dan Analisis Data 1. Praktikum Hubungan Luas Keping dengan Kapasitas Kapasitor Jarak antar keping (d) = 6 mm = 0,006 m= 6 x 10^-3 m Luas Keping (A)



Kapasitas Kapasitor (C)



1x10^-4m2 15x10^10 F 1,5 x 10^-4 22x10^10 F m2 2x10^-4 30x 10^10 F 2 m 2,5x10^-4 37x10^10 F m2 3x10^-4 44x 10^10F m2 3,5x10^-4 52x 10^10 F m2 4x10^-4 59x10^10 F m2



Permitivitas Bahan Dielektrik 𝐶𝑑 (s = ) 𝐴 90 x10^11 C^2/Nm^2 88 x 10^11 C^2/Nm^2 90 x 10^11 C^2/Nm^2 88,8 x 10^11 C^2/Nm^2 88 x 10^11 C^2/Nm^2 89,1x x 10^11 C^2/Nm^2 88,5 x 10^11 C^2/Nm^2



Aufa MF (aufamf.blogspot.com)



3. Praktikum Hubungan Jarak antar Keping dengan Kapasitas Kapasitor Luas keping (A) = 100 mm2 = 1x10^-4m2



2 x 10^-3m



44 x 10^10 F



Permitivitas Bahan Dielektrik 𝐶𝑑 (s = ) 𝐴 88x 10^11 C^2/Nm^2



3 x 10^-3 m



30 x 10^10 F



90 x 10^11 C^2/Nm^2



4 x10^-3 m



22 x 10^10 F



88 x 10^11 C^2/Nm^2



5 x 10^-3m



18 x 10^10 F



90 x 10^11 C^2/Nm^2



6 x10^-3 m



15 x 10^10 F



90 x 10^11 C^2/Nm^2



7 x 10^-3m



13 x 10^10 F



91 x 10^11 C^2/Nm^2



8 x 10^-3m



11 x 10^10 F



88 x 10^11 C^2/Nm^2



9 x 10^-3m



10 x 10^10 F



90 x 10^11 C^2/Nm^2



10 x 10^-3m



9 x 10^10 F



90 x 10^11 C^2/Nm^2



Jarak antar Keping (d)



Kapasitas Kapasitor (C)



E. Pertanyaan Praktikum Hubungan Luas Keping dan Jarak antar Keping dengan Kapasitas Kapasitor 1. Semakin besar luas keping, bagaimana kapasitas kapasitornya? Jawab : Semakin besar kapasitas kapasitornya 2. Berapakah nilai permitivitas bahan dielektrikum pada praktikum hubungan luas keping dengan kapasitas kapasitor? Dari nilai tersebut, apakah yang terdapat di dalam kapasitor? Jawab : 88x 10^11 C^2/Nm^2 atau 90 x 10^11 C^2/Nm^2. Yang terdapat di dalam kapasitor adalah elektron.



Aufa MF (aufamf.blogspot.com)



3. Buatlah grafik hubungan antara kapasitas kapasitor (C) dengan luas keping (A).



Jawab : 4. Perhatikan kembali rangkaian pada praktikum tersebut, semakin besar luas keping, bagaimana garis medan listriknya? Mengapa demikian? Jawab : Semakin besar luas keping, maka semakin banyak garis medan listriknya. Karena cara kerja kapasitor adalah dengan menarik muatan elektron. 5. Semakin besar jarak antar keping, bagaimana kapasitas kapasitornya? Jawab : Semakin kecil kapasitas kapasitornya. 6. Berapakah nilai permitivitas bahan dielektrikum pada praktikum hubungan jarak antar keping dengan kapasitas kapasitor? Dari nilai tersebut, apakah yang terdapat di dalam kapasitor? Jawab : 88x 10^11 C^2/Nm^2 atau 90 x 10^11 C^2/Nm^2. Yang terdapat di dalam kapasitor adalah elektron. 7. Buatlah grafik hubungan antara kapasitas kapasitor (C) dengan jarak antar keping (d).



Jawab : Aufa MF (aufamf.blogspot.com)



8. Perhatikan kembali rangkaian pada praktikum tersebut, semakin besar jarak antar keping, bagaimana garis medan listriknya? Mengapa demikian? Jawab : Semakin besar jarak antar keping, maka garis medan listriknya semakin sedikit. Karena dengan jarak yang semakin jauh maka, kapasitor tidak dapat menarik muatan elektron dengan baik.



Aufa MF (aufamf.blogspot.com)



Memahami Prinsip Penyimpanan Kapasitor Apakah perbedaan antara praktikum saat kapasitor yang dihubungkan baterai kemudian saklar dilepas (tidak dihubungkan apaapa) dengan saat kapasitor yang dihubungkan baterai kemudian saklar dipindah dihubungkan ke lampu? Mengapa bisa demikian? Jelaskan. Jawab : Saat kapasitor yang di hubungkan baterai kemudian saklar dilepas (tidak dihubungkan apa-apa) kapasitor menyimpan muatan elektron dan voltase tatap. Sedangkan saat kapasitor yang dihubungkan baterai kemudian saklar dipindah dihubungkan ke lampu, lampu menyala sebentar kemudian mati dan voltase kapasitor langsung menurun dengan cepat. Dari pengamatan di atas dapat diketahui jika kapasitor yang di hubungkan dengan sumber maka akan langsung menarik elektron dengan cepat dan menyimpannya, sehingga jika sumbernya di putus kapasitor tetap menyimpan muatannya dengan baik. Tapi jika kapasitor yg telah di putus dari sumbernya dan di hubungkan ke lampu maka muatan elektron yang ada di kapasitor akan ditarik ke lampu dan akan menyalakan lampu sehigga muatan elektron yang ada di kapasitor akan habis. F.



Kesimpulan Bagaimana kesimpulanmu dalam praktikum ini? Semakin besar luas keping dengan bahan yang sama maka akan semakin besar kapasitas kapasitornya, sedangkan semakin besar jarak anatar keping dengan bahan yang sama maka akan semakin kecil kapasitas kapasitornya.



G. Dokumentasi Lampirkan beberapa screenshoot percobaan kamu.



Aufa MF (aufamf.blogspot.com)



Jangan lupa sertakan identitas (nama, nomor presensi, kelas) di pojok kanan atas laporan praktikum



Aufa MF (aufamf.blogspot.com)