LAPORAN PRAKTIKUM LISTRIK MAGNET Praktikum Ke 4 KAPASITOR PLAT PARALEL A. TUJUAN 1. Mengetahui hubungan antara luas permukaan dan kapasitansi kondensator. 2. Mengetahui hubungan antarajarak antar plat'dan kapasitansi kondensator. 3. Mengetahui pengaruh bahan dielektrik pada kapasitansi kondensator. 4. Mengetahui pengaruh bahan dielektrik yang dimasukkan secara parsial pada kapasitansi kondensator. 5. Mengetahui pengaruh variasi jarak antar plat pada kapasitansi kondensator yang disisipi bahan dielektrik. 6. Mengetahui karakteristik kapasitansi kondensator yang disisipi dua bahan dielektrik berbeda. B. DASAR TEORI 1. Kapasitansi Kondensator Plat Sejajar sebagai Fungsi Luas Permukaan dan Jarak Antar Plat Kondensator adalah piranti elektronik yang dapat berfungsi menyimpan muatan listrik. 1
37
Embed
LEMBAR PENGAMATAN · Web viewPRAKTIKUM LISTRIK MAGNET Praktikum Ke 4 KAPASITOR PLAT PARALEL A. TUJUAN Mengetahui hubungan antara luas permukaan dan kapasitansi kondensator. Mengetahui
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LAPORANPRAKTIKUM LISTRIK MAGNET
Praktikum Ke 4KAPASITOR PLAT PARALEL
A. TUJUAN
1. Mengetahui hubungan antara luas permukaan dan kapasitansi kondensator.
2. Mengetahui hubungan antarajarak antar plat'dan kapasitansi kondensator.
3. Mengetahui pengaruh bahan dielektrik pada kapasitansi kondensator.
4. Mengetahui pengaruh bahan dielektrik yang dimasukkan secara parsial pada
kapasitansi kondensator.
5. Mengetahui pengaruh variasi jarak antar plat pada kapasitansi kondensator
yang disisipi bahan dielektrik.
6. Mengetahui karakteristik kapasitansi kondensator yang disisipi dua bahan
dielektrik berbeda.
B. DASAR TEORI
1. Kapasitansi Kondensator Plat Sejajar sebagai Fungsi Luas Permukaan
dan Jarak Antar Plat
Kondensator adalah piranti elektronik yang dapat berfungsi
menyimpan muatan listrik. Kemampuan kondensator untuk menyimpan
muatan tersebut disebut kapasitansi kondensator. Salah satu jenis
kondensator adalah kondensator plat sejajar. Perhatikanlah gambar berikut.
1
Gambar 1 Kondensator Plat Sejajar
Jika kedua plat, dengan luas penampang S dan berjarak antar plat d,
diberi tegangan listrik V, maka muatan Q yang dapat disimpan sebanding
dengan tegangan listrik yang diberikan. Tetapan kesebandinganriya adalah
kapasitansi kondensator C. Dengan demikian hubungan muatan, tegangan
dan kapasitansi kondensator adalah
Q=CV
Kapasitansi C berharga tetap, asalkan dimensi plat tidak berubah.
Pada prakteknya, suatu kondensator memiliki tegangan operasi maksimum
tertentu.
Dalam kaitannya dengan dimensi plat, kapasitansi kondensator
sebanding dengan luas penampang S dan berbanding terbalik dengan jarak
antar plat. Tetapan kesebandingannya adalah permitivitas vakum 0. Dengan
demikian hubungan antara luas penampang, jarak antar plat dan kapasitansi
kondensator adalah
C=0
Harga permitivitas vakum 0= 8,85pF/m.
2
2. Pengaruh Bahan Dielektrik pada Kapasitansi Kondensator
Selain faktor tegangan, luas penampang dan jarak antar plat,
terdapat bahan dielektrik yang dapat disisipkan di antara kedua plat yang
mempengaruhi kapasitansi kapasitor. Disisipkannya bahan dielektrik
bertujuan memperbesar kapasitansi. Jika kapasitansi mula-mula C0, maka
kapasitansi kondensator setelah disisipi bahan dielektrik adalah
C=rC0
dengan r adalah permitivitas relatif bahan dielektrik yang berharga lebih
besar satu. Untuk vakum permitivitas relatifnya berharga satu.
Jika persamaan C=0 disubstitusikan ke persamaan C=rC0
diperoleh ungkapan kapasitansi kondensator plat sejajar yang disisipi bahan
dielektrik
C=0 r
3. Pengaruh Variasi Jarak dan Jumlah Bahan Dielektrik pada
Kapasitansi Kondensator
Dalam praktek, dapat saja bahan dielektrik disisipkan secara parsial
atau tidak penuh di antara kedua plat seperti gambar berikut.
Gambar 2 Bahan Dielektrik Disisipkan secara Parsial
Jika penampang bahan dielektrik yang disisipkan memiliki luas X
kali luas plat total, dengan X<l, maka kapasitansi kondensator menjadi.
3
Dapat juga, bahan dielektrik disisipkan secara penuh di antara kedua
plat, tetapi jarak antar plat yang divariasi. Perhatikanlah gambar berikut.
Gambar 3 Variasi Jarak Antar Plat pada Konc~ensator Berbahan
Dielektrik
Jika ketebalan plat dielektrik adalah Y kali jarak antar kedua plat,
dengan Y<1, maka kapasitansi kondensator menjadi
Disamping dua hal di atas, dapat juga, dua bahan dielektrik
disisipkan sekaligus di antara kedua plat kondensator.
Gambar 4 Dua Bahan Dielektrik di Antara Kedua Plat Kondensator
Jika permitivitas relatif masing-masing dielektrik adalah 1 dan 2,
maka kapasitansi kondensator menjadi
4
C. ALAT-ALAT
1. Kondensator plat paralel
a. Terdiri dari plat tetap (fixed plate) dan plat yang.dapat digerakkan
(movable plate) untuk mevariasi luas permukaan plat.
b. Variasi jarak antara kedua plat dilakukan dengan menempatkan
movable plate pada lima alur yang berbeda, tetapi berjarak sama satu
sama lain.
c. Pengaruh bahan dielektrik dilakukan dengan memasukkan plat dilektrik
diantara kedua plat.
d. Spesifikasi kondensator plat sejajar:
Luas plat : 0,0625 m2 (25 cm2)
Jarak antar plat : 3 s/d 15 mm (terdiri atas 5 jarak dengan3 mm
perjarak)
Kapasitansi : 200 pF (tanpa bahan dielektrik)
Plat dielektrik : 3 jenis, yaitu vinyl chlorida, glas dan karton
dengan tebal masing-masing 3 mm
Lapisan pelindung plat : acrylic resin
2. Kapasitansi meter
a. Jika kondensator dihubungan ke terminal kapasitansi meter, maka nilai
kapasitansinya langsung bisa terbaca setelah menekan saklar ON.
b. Nilai kapasitansi terukur dapat diproyeksikan pada voltmeter DC (maks
3 V), tetapi dengan mengkalibrasinya terlebih dahulu dengan cara
sebagai berikut.
1. Menghubungkan kawat proyeksi (projection cord) ke voltmeter DC
(bagian inti kawat ke canal positip) dan terminal output proyeksi
kapasitansi meter.
2. Memutar saklar power suplay ON dan mengeset saklar pengukuran
CAL dengan tanpa menghubungkan terminal pengukuran
5
(measuring terminal) ke plat kondensator. Jarum kapasitansi meter
akan menunjukkan harga maksimum. Jika jarum tidak menunjuk
harga maksimum, maka lakukanlah langkah-langkah berikut.
a. Periksalah voltage batrei power suplay, yaitu seharusnya 8,5 V.
b. Jika batrei masih bagus, maka putarlah saklar OFF dan
periksalah jarum indikator penunjuk pol (zero point). Bukalah
bagian belakang seperti gambar berikut.
Gambar 5 Bagian Dalam Kapasitansi Meter
Putarlah saklar ON, dan putarlah resistansinya dengan obeng
sehingga jarum menunjuk angka maksimum.
3. Dengan obeng, aturlah output proyeksi (projection output adjuster)
sehingga jarum voltmeter juga menunjukkan harga maksimum 3 V.
c. Spesifikasi kapasitasi meter:
Rentang ukur : 5 s/d 3000pF
(+5%)
Terminal output untuk nilai proyeksi voltmeter : voltmeter DC 3 V
Power supply (2 batrei internal) : 006P (9 V)
6
D. LANGKAH EKSPERIMEN
Gambar 6 Skema Eksperimen
Dalam praktikum kondensator plat sejajar ini data yang diambil hanya
dua, yaitu data kapasitansi kondensator (pF) dan panjang (mm dan cm). Data
yang pertama dapat dibaca langsung kapasitansi meter atau pada voltmeter
proyeksi. Sedangkan data kedua, ada yang tertentu (3, 6, 9, 12 dan 15 mm -jarak
antar alur) dan kedalaman dimasukkan-nya plat movable atau bahan dielektrik.
Data kapasitansi adalah variabed terikat, sedangan data panjang adalah variabel
bebas.
1. Hubungan Luas Penampang dan Kapasitansi
1. Menyusun peralatan seperti pada skema eksperimen.
2. Memasukkan plat movable pada alur pertama (3 mm), tetapi tidak
penuh.
3. Mengukur kedalaman plat movable pada alur pertama tersebut.
4. Mengukur kapasitansi kondensator dengan cara membaca langsung
pada kapasitansi meter atau pada voltmeter proyeksi.
5. Mengulangi langkah 2 s/d 4, tetapi untuk kedalaman plat movable yang
berbeda.
7
6. Mengulangi langkah 5 untuk alur kedua s/d kelima (6 s/d 15mm).
2. Hubungan Jarak Antar Plat dan Kapasitansi
l. Menyusun peralatan seperti pada skema eksperimen.
2. Memasukkan plat movable pada alur pertama (3 mm) secara penuh.
3. Mengukur kapasitansi kondensator dengan cara membaca langsung
pada kapasitansi meter atau pada voltmeter proyeksi.
4. Mengulangi langkah 2 s/d 3, tetapi untuk alur kedua s/d kelima (6 s/d
15mm).
3. Pengaruh Bahan Dielektrik pada Kapasitansi
l. Menyusun peralatan seperti pada skema eksperimen.
2. Memasukkan plat movable pada alur pertama (3 mm) secara penuh.
3. Mengukur kapasitansi kondensator dengan cara membaca langsung
pada kapasitansi meter atau pada voltmeter proyeksi.
4. Menyisipkan secara penuh bahan dielektrik vinyl chlorida.
5. Mengulangi langkah 3.
6. Mengulangi langkah 4 s/d 5, tetapi untuk bahan dielektrik glas.
7. Mengulangi langkah 4 s/d 5, tetapi untuk bahan dielektrik,karton.
4. Pengaruh bahan dielektrik yang dimasukkan parsial pada kapasitansi
l. Susunlah peralatan seperti pada skema eksperimen.
2. Masukkan plat movable pada alur pertama (3 mm) secara penuh.
3. Mengukur kapasitarisi kondensator dengan cara membaca langsung
pada kapasitansi meter atau pada voltmeter proyeksi.
4. Menyisipkan bahan dielektrik vinyl chlorida, tetapi tidak penuh.
5. Mengukur kedalaman bahan dielektrik vinyl chlorida pada alur pertama
tersebut.
6. Mengulangi langkah 3.
8
7. Mengulangi langkah 4 s/d 6, tetapi untuk kedalaman yang berbeda.
8. Mengulangi langkah 4 s/d 7, tetapi untuk bahan dielektrik glas dan
karton.
5. Pengaruh variasi jarak antar plat pada kapasitansi kondensator yang
disisipi bahan dielektrik
1. Menyusun peralatan seperti pada skema eksperimen.
2. Memasukkan plat movable pada alur pertama (3 mm) secara penuh.
3. Mengukur kapasitansi kondensator dengan cara membaca langsung
pada kapasitansi meter atau pada voltmeter proyeksi.
4. Menyisipkan bahan dielektrik vinyl chlorida secara penuh.
5. Mengulangi langkah 3.
6. Mengulangi langkah 2 s/d 5, tetapi untuk alur kedua s/d kelima (6mm
s/d 15 mm).
7. Mengulangi langkah 2 s/d 6, tetapi untuk bahan dielektrik glas dan
karton.
6. Karakteristik kapasitansi kondensator yang disisipi dua bahan
dielektrik berbeda .
1. Menyusunlah peralatan seperti pada skema eksperimen.
2. Memasukkan plat movable pada alur kedua (6 mm) secara penuh.
3. Mengukur kapasitansi kondensator dengan cara membaca langsung
pada kapasitansi rileter atau pada voltmeter proyeksi.
4. Menyisipkanlah bahan dielektrik vinyl chlorida dan glas bersama-sama
secara penuh.
5. Mengulangi langkah 3.
6. Mengulangi langkah 4 s/d 5, tetapi untuk bahan dielektrik glas dan
karton.
9
7. Mengulangi langkah 4 s/d 5, tetapi untuk bahan dielektrik vinyl chlorida
dan karton.
E. DATA PERCOBAAN
Data kapasitansi adalah variabed terikat, sedangan data panjang adalah
variabel bebas.
1. Hubungan Luas Penampang dan Kapasitansi
No. x (cm) S (cm2) C (pF) untuk Alur3 mm 6 mm 9 mm 12mm 15mm
K 82810Ho diterima bila t hit < t tableHo ditolak bila t hit t tableTerlihat bahwa t hit < t table Berarti kapasitansi Cx untuk eksperimen dan hitungan mempunyai nilai yang sama/hampir sama.
20
VC 0,120
G 0,306
K 0,873
21
5. Pengaruh variasi jarak antar plat pada kapasitansi kondensator yang
disisipi bahan dielektrik
1. Dengan menggunakan persamaan , menentukan
CY secara teoritis untuk ketiga bahan dielektrik.
No. CY ukur (pF) untuk bahan CY teori (pF) untuk bahanVinyl chlorida Glas Karton Vinyl chlorida Glas Karton
Ho diterima bila t hit < t tableHo ditolak bila t hit t tableTerlihat bahwa t hit < t table Berarti kapasitansi Cy untuk eksperimen dan hitungan mempunyai nilai yang sama/hampir sama.
23
VC 1,020
G 1,275
K 1,448
24
6. Karakteristik kapasitansi kondensator yang disisipi dua bahan
dielektrik berbeda
1. Dengan menggunakan persamaan , menentukan C1,2
secara teoritis untuk masing-masing pasangan bahan dielektrik.
No. Bahan dielektrik C ukur (pF) C teori (pF) 1. Vinyl chlorida + Glas 200 1782. Glas + Karton 280 2653. Karton + Vinyl chlorida 230 205
2. Membandingkan (C1,2)teori dan (C1,2)ukur dengan uji beda.