Elektronika Dasar 1 - Kapasitansi

8/18/2019 Elektronika Dasar 1 - Kapasitansi

1/4

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR 1

Abstrak —Sebuah praktikum pengukuran kapasitans

engan met!e "embatan #heatst!ne te$ah i$akukan

engan menggunakan %ariasi paa besar tegangan an

besar R 1& Per'!baan ini bertu"uan untuk menera

kapasitans ari berbagai kapasit!r (ang ihubungkan seri)

para$e$) an seri para$e$& *asi$ peng!$ahan ata

menun"ukkan bah#a ni$ai rata+rata kapasit!r engan

tegangan , % aa$ah sebesar -)./ 0& Paa tegangan 2 %!$t)

rata+rata ni$ai kapasit!r aa$ah sebesar -)34 0&

Seangkan paa 15 % ni$ai kapasitans aa$ah sebesar /),5

0& Sehingga apat isimpu$kan bah#a semakin tinggi

tegangan (ang igunakan) peneraan suatu kapasit!r

semakin menekati ni$ai kapasit!r (ang re$e%an6isesuaikan engan "enis kapasit!rn(a7& Kesebaningan

ni$ai antara R1 an R5 aa$ah berbaning $urus&

Kata Kunci — kapasitansi, kapasitor, potensiometer,

jembatan wheatstone.

I. PENDAHULUAN

Pada umumnya Jembatan Wheatstone dipergunakan

untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan

pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya

relatie ke!il sekali umpamanya sa"a suatu kebo!oran

dari kabel tanah#kortsluiting dan sebagainya. $angkaianini dibentuk oleh empat buah tahanan %$& yang

merupakan segiempat A'(')'D dalam hal mana

rangkaian ini dihubungkan dengan sumber tegangan dan

sebuah galanometer yang harus dipastikan saat

digunakan menun"ukkan nilai nol %*&. +aitu dengan

diatur ketiga tahanan ' tahanan tersebut sedemikian rupa

sehingga galanometer itu tidak akan mengadakan suatu

hubungan antara keempat tahanan tersebut. ,-

$angkaian "embatan Wheatstone yang ditun"ukkan

pada /ambar 0.0 sangat banyak digunakan untuk

pengukuran tahanan dengan !epat dan tepat. Alat itu

di!iptakan oleh )harles Wheatstone yang berkebangsaanInggris pada tahun 0123. Pada rangkaian ini terdapat

elemen'elemen elektronik yaitu $ 04 $ -4 dan $ 3 yang

merupakan tahanan 5 tahanan yang dapat diatur yang

terlebih dahulu sudah dikalibrasikan4 dan $6 merupakan

tahanan yang tak diketahui. Untuk menggunakan "embatan itu4 dihubungkan dengan tegangan "ala PLN

terlebih dahulu4 dan pada $ 3 diatur hingga galanometer

tidak menyimpang. 7itik 5 titik pada D dan ( sebab itu

harus pada tegangan yang sama4 atau dengan kata lain4

tegangan dari A ke ). 8ama pula dengan A ke ( yang

sama pula dengan tegangan dari D ke ) yang sama

dengan ( ke ). 9arena dalam arus galanometer sama

dengan nol4 arus dalam $ - sama dengan arus dalam $ 04

misalnya i04 dan arus dalam $ 3 sama dengan arus dalam$64 misalnya i-. :aka karena ;AD < ;A)4 akibatnya ialah

i0 $ 0 < i- $ 3...........................%0.0&

dan karena ;D) < ;()4 i0 $ - < i- $6...........................%0.-&

Apabila persamaan %0.-& dibagi dengan persamaan

%0.0& maka akan didapatkan

Rx= R2

R1 R3 ...............................%0.3&

/ambar 0.0. $angkaian Jembatan Wheatstone. ,3

9apasitor ialah komponen elektronika yang

mempunyai kemampuan menyimpan elektron'elektron

selama =aktu yang tidak tertentu4 bukan hanya

menyimpan namu "uga dapat melepaskan muatan listrik.

8truktur sebuah kapasitor terbuat dari - buah plat metal

yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. (ahan' bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara

akum4 keramik4 gelas dan lain'lain. (erdasarkan

"enisnya4 kapasitor dibedakan men"adi dua yaitu

kapasitor polar dan non polar. 9apasitor polar

merupakan kapasitor yang bahan dielektriknya adalah

lapisan metal'oksida4 memiliki tanda > dan 5 pada

badannya. 9apasitor ini dapat memiliki polaritas karena

proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga

terbentuk kutub positi? anoda dan kutub negati? katoda.

8edangkan kapasitor non polar merupakan kelompok

kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari

keramik4 ?ilm4 dan mika. 9eramik dan mika merupakan

bahan yang popular serta murah untuk membuat

kapasitor yang kapasitansinya ke!il. 7ersedia dari

besaran p@ sampai beberapa μ@ yang biasanyadigunakan untuk aplikasi rangkaian yang berkenaandengan ?rekuensi tinggi.

Pada kapasitor4 iika kedua u"ung plat metal diberi

tegangan listrik4 maka muatan'muatan positi? akan

mengumpul pada salah satu kaki %elektroda& metalnya

dan pada saat yang sama muatan'muatan negati?

Pengukuran 9apasitans dengan :etode Jembatan Whatsto

$atri (erliana4 :argiasih Putri LianaJurusan @isika4 @akultas IPA Institut

7eknologi 8epuluh Nopember

Jl. Arie? $ahman Hakim4 8urabaya *000

E'mailB berliana.ratri0-Cmhs.physi!s.its.a!.id

0


2/4


terkumpul pada u"ung metal yang satu lagi. :uatan

positi? tidak dapat mengalir menu"u u"ung kutup negati?

dan sebaliknya muatan negati? tidak bisa menu"u ke

u"ung kutup positi?4 karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non'kondukti?. :uatan elektrik ini tersimpan

selama tidak ada konduksi pada u"ung'u"ung kakinya.

9emampuan untuk menyimpan muatan listrik pada

kapasitor disebuat dengan kapasitansi atau kapasitas.

/ambar 0.-. Prinsip dasar kapasitor.

9apasitansi dide?enisikan sebagai kemampuan dari suatu

kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron.

)oulombs pada abad 01 menghitung bah=a 0 !oulomb <

.- 6 0*01 elektron. ,0

Potensiometer ialah alat yang dapat digunakan untuk

mengukur d.e.m dari suatu sumber daya tanpa menari

arus dalam sumber4 dan masih banyak lagi penggunaan

yang lain. Pada pokoknya potensiometer

menyeimbangkan perbedaan tegangan yang tak

diketahui terhadap perbedaan tegangan yang dapatdiukur. ,3

II. :E7FDE

Per!obaan ini dilakukan berdasarkan ariasi pada

besar tegangan yaitu 4 G4 dan 0- olt serta dengan penggunaan besar resistor yang berbeda yaitu -*4 2*4 *4

1*4 dan 0** Ω.

/ambar 0.0. $angkaian alat per!obaan "embatan

=heatstone

Hal yang dilakukan mula'mula adalah alat dirangkaiseperti pada gambar -.0. di atas. 8elan"utnya tegangan

diatur sesuai ariasi yang telah ditentukan. (egitu "uga

$ 0 yang diatur dengan potensiometer sesuai dengan

ariasi yang telah ditentukan. Nilai $ - ditentukan pada

saat potensiometer yang lain diputar hingga pada

multimeter ditun"ukkan besar tegangan sebesar * ;.

9arena nilai )0 telah ditentukan4 maka nilai )- dapat

diperoleh dari perhitungan dengan persamaan %0.3&.

III. HA8IL DAN PE:(AHA8AN

(erikut ini adalah data yang diperoleh saat praktikum

yaitu nilai $ - sehingga dapat dihitung nilai )0.

3.0. 7abel hasil data dan perhitungan per!obaan dengan

besar tegangan olt.

$ 0 %Ω& )- %μ@& $ -

%Ω&)0 %μ@&

-* 24 04-1

2* 24 1 4GG

* 24 G 420

1* 24 242-

0** 24 10 3410

$ata'rata 431

3.-. 7abel hasil data dan perhitungan per!obaan dengan

besar tegangan G olt.

$ 0 %Ω& )- %μ@&$ -%Ω&

)0 %μ@&

-* 24 68 15,98

2* 24 68 7,99

* 24 70 5,48

1* 24 72 4,23

0** 24 85 3.99

$ata'rata 42

-


3/4


3.3. 7abel hasil data dan perhitungan per!obaan dengan

besar tegangan 0- olt.

$ 0 %Ω& )- %μ@&$ -%Ω&

)0 %μ@&

-* 24 15,28

2* 24 G* 10,58

* 24 G- 7,21

1* 24 G2 5,520** 24 G 4,51

$ata'rata 14-

(erdasarkan tabel di atas maka dapat dibandingkan

hasil dari peneraan kapasitor dengan penggunaan

tegangan yang berbeda. Pada tegangan olt4

perhitungan rata'rata dari peneraan kapasitans yang

belum diketahui nilainya adalah sebesar 431 μ@.8edangkan pada tegangan G olt4 perhitungan rata'rata

nilai kapasitans yang ditera adalah sebesar 42 μ@.

(erbeda lagi saat menggunakan tegangan 0- olt4 yangmenun"ukkan nilai rata'rata kapasitans sebesar 14- μ@.8ehingga dari sini dapat diambil kesimpulan bah=a

semakin tinggi tegangan yang digunakan maka peneraan

kapasitans akan membuat nilai kapasitans

terkesan#seakan'akan lebih tinggi sehingga mengalami

perbedaan nilai yang !ukup "auh.

Dari ketiga tabel di atas dapat dibandingkan pula nilaiantara $ 0 dan $ - pada tiap nilai tegangan.Pembandingan

tersebut dapat dilakukan dengan digunakannya gra?ik

seperti berikut B

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

50

100

R1/R2 pada tegangan 6v

R1/R2 pada

tegangan 6v

Linear (R1/R2

pada tegangan

6v)

/ambar 3.0. /ra?ik perbandingan $ 0 dan $ - pada

tegangan olt.

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

20

40

60

80

100

R1/R2 pada tegangan 9V

R1/R2 pada

tegangan 9V

Linear (R1/R2

pada tegangan

9V)

/ambar 3.-. /ra?ik perbandingan $ 0 dan $ - pada

tegangan G olt.

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

50

100

150

R1/R2 pada tegangan 12V

R1/R2 pada

tegangan 12V

Linear (R1/R2

pada tegangan

12V)

/ambar 3.3. /ra?ik perbandingan $ 0 dan $ - pada

tegangan 0- olt.

(edasarkan /ambar 3.0. dapat dilihat bah=a

kesebandingan antara $0 dan $- membentuk garis yang

linear4 yang menun"ukkan bah=a nilai $0 dan $-

berbanding lurus4 apabilang nilai $0 lebih tinggi maka

nilai $- "uga akan tinggi.

Pada /ambar 3.- dapat dilihat bah=a kesebandingan

antara $0 dan $- "uga membentuk garis yang linear4

namun kurang sempurna karena pada saat nilai * ter"adi

peningkatan yang relati? sedikit menu"u ke nilai 1*.

Pada /ambar 3.- dapat dilihat bah=a kesebandingan

antara $0 dan $- "uga hampir membentuk garis linear4

namun kurang sempurna pada saat titik -* yang sangat

melon"ak lebih tinggi pada saat naik ke titik 2*4 dan padanilai 2* hingga 0**4 peningkatan nilainya hanya sedikit.

Dari ketiga gra?ik di atas maka dapat disimpulkan

bah=a kesebandingan antara $0 dan $- baik pada

tegangan olt4 G olt4 ataupun 0- olt adalah

berbanding lurus. 8emakin tinggi nilai $0 maka nilai $-

"uga akan semakin tinggi. Hal ini sesuai dengan

persamaan %0.0& %pada gambar ditulis dengan $0 dan

$6& bah=a $0 dan $- memiliki hubungan yang

sebanding. :aka kesimpulan ini sesuai dengan teori

tersebut. 8elain itu tegangan pada titik AD dan (D

adalah sama4 arus yang masuk pun "uga terbagi se!ara

sama %hukum 9ir!ho??&4 maka sangat tepat apabila kedua

hambatan tersebut "uga memiliki hubungan yang

sebanding.

3


4/4


/alat nilai yang ter"adi pada per!obaan ini

dipengaruhi karena banyak hal. 8alah satu diantaranya

adalah karena potensio meter yang sudah !ukup aus4

pemasangan kabel pen"epit buaya yang kurang rapat4 dan "uga penggunaan multimeter yang berbeda.

Pada per!obaan ini4 nilai ) re?erensi yang sebenarnya

digunakan adalah sebesar 0* μ@4 sedangkan pada per!obaan ini nilai ) yang paling mendekati ) re?erensi

yaitu pada saat tegangan tertinggi4 0- ;4 yaitu sebesar

14- μ@. Perbedaan nilai tersebut terpaut !ukup "auh. Halini dikarenakan adanya pengaruh banyak hal salah

satunya adalah penggunaan potensio meter yang sudah

!ukup aus4 pemasangan kabel yang kurang sempurna4

dan penggunaan multimeter yang pengambilan nilainya

dilakukan dengan !ara mengambil nilai yang sering

mun!ul pada saat perhitungan dilakukan. 8ehingga dari

sini dapat disimpulkan bah=a4 semakin tinggi tegangan

yang digunakan untuk menera kapasitans4 maka semakinmendekati pula akurasi nilai pada kapasitans yang ditera.

Namun tetap harus disesuaikan dengan "enis kapasitor

yang digunakan.

I;. 9E8I:PULAN

Dari per!obaan pengukuran kapasitans dengan metode

"embatan =hatstone maka dapat disimpulkan bah=a nilai

rata'rata kapasitor dengan tegangan adalah sebesar

431 @. Pada tegangan G olt4 rata'rata nilai kapasitor

adalah sebesar 42 @. 8edangkan pada 0- nilai

kapasitans adalah sebesar 14- @. 8ehingga dapat

disimpulkan bah=a semakin tinggi tegangan yang

digunakan4 peneraan suatu kapasitor semakin mendekati

nilai besar kapasitor yang relean4 namun tetap harus

disesuaikan dengan "enis kapasitor yang ditera tersebut.Dan perbandingan antara $0 dan $- adalah berbanding

lurus.

U)APAN 7E$I:A 9A8IH

Para penulis mengu!apkan terima kasih kepada

asisten'asisten Laboratorium Elektronika Dasar4 yaitu

:argiasih Putri Liana dan rekan rekan praktikum

pengukuran kapasitans dengan metode "embatan

=heatstone dalam per!obaan dan penyelesaian laporan

ini.

DA@7A$ PU87A9A,0 Ahmad4 Jayadin. -**. Ele!troni! (ook'Elektronika DasarK.

,- 8uryatmo4 @. 0G1. 7eknik Listrik PengukuranK. Jakarta B (inaAksara.

,3 emansky4 8ears. 0GG0. @isika untuk Uniersitas II Listrik :agnetK. (ina )ipta. )ikapundung ' (andung.

2

Elektronika Dasar 1 - Kapasitansi

Documents

Transcript of Elektronika Dasar 1 - Kapasitansi