PERCOBAAN PLAT KAPASITOR L7 NI KETUT RIZ
PERCOBAAN PLAT KAPASITOR (L7)
NI KETUT RIZKITHA DEVI
1413100003
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
HALAMAN JUDUL
ABSTRAK
Telah dilakukan percobaan Plat Kapasitor L7 yang bertujuan untuk menentukan
kapasitan pada dua buah plat sejajar, untuk mengetahui pengaruh diameter plat dan
tegangan terhadap kapasitan dan untuk membandingkan besaran C hasil perhitungan
dengan hasil pengamatan. Pada percobaan ini menggunakan beberapa variasi yaitu variasi
terhadap tegangan dan variasi terhadap jarak antar plat kapasitor. Variasi terhadap
tegangan yaitu menggunakan 5 Volt, 6 Volt dan 7 Volt. Sedangkan variasi terhadap jarak
antar plat kapasitor hanya untuk tegangan 7 Volt dengan variasi jarak yaitu 1 mm, 2 mm
dan 3 mm. Percobaan ini menggunakan prinsip kapasitor plat sejajar sehingga akan
diketahui nilai kapasitannya yang didapatkan dari perhitungan secara empiris dan teoritis.
Diameter plat adalah 0,2554 m. Hasil rata - rata perhitungan secara empiris, pada d = 1
mm dan V = 5 Volt kapasitannya 0,428 nF, untuk V = 6 Volt kapasitannya 0,423 nF,
untuk V = 7 Volt nilai kapasitannya 0,487 nF. Hasil nilai rata – rata kapasitan yang
didapatkan untuk perhitungan secara teoritis, pada d = 1 mm pada dan V = 7 Volt nilai
kapasitannya 0,453 nF, untuk d = 2 mm kapasitannya 0,227 nF, untuk d = 3 mm
kapasitannya 0,151 nF.
Kata Kunci : Kapasitor Plat Sejajar, Kapasitansi, Dielektrikum, Diameter Plat
i
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL................................................................................................ i
DAFTAR ISI ........................................................................................................... ii
BAB I ...................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
1.1
Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Permasalahan ................................................................................................. 1
1.3 Tujuan ............................................................................................................ 1
BAB II ..................................................................................................................... 2
DASAR TEORI ...................................................................................................... 2
2.1 Muatan dan Arus Listrik................................................................................ 2
2.1.1 Muatan Listrik ............................................................................................ 2
2.1.2 Arus Listrik ............................................................................................. 2
2.1.2.1 Arus Listrik AC ................................................................................ 3
2.1.2.2 Arus Listrik DC ................................................................................ 4
2.2 Kapasitor dan Kapasitansi ............................................................................. 4
2.2.1 Kapasitor ................................................................................................. 4
2.2.2 Kapasitansi .............................................................................................. 5
2.3 Bahan Dielektrikum ...................................................................................... 7
2.4 Perbedaan Kapasitor dan Baterai................................................................... 8
2.5 Manfaat dan Aplikasi Kapasitor dalam Kehidupan Sehari – Hari ................ 9
BAB III ................................................................................................................. 10
METODOLOGI PERCOBAAN ........................................................................... 10
3.1 Peralatan dan Bahan .................................................................................... 10
ii
3.2 Langkah Kerja ............................................................................................. 10
BAB IV ................................................................................................................. 11
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ........................................................... 11
4.1 Analisa Data ................................................................................................ 11
4.2 Perhitungan .................................................................................................. 12
4.2.1 Perhitungan Empiris ............................................................................. 13
4.2.2 Perhitungan Teoritis .............................................................................. 14
4.3 Grafik........................................................................................................... 17
4.4 Pembahasan ................................................................................................. 18
BAB V................................................................................................................... 21
KESIMPULAN ..................................................................................................... 21
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 22
LAMPIRAN .......................................................................................................... 23
iii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia elektronika terdapat beberapa alat berguna untuk rangkaian,
salah satunya kapasitor. Kapasitor digunakan untuk menyimpan energi yang
dihasilkan dari perbedaan potensial listrik pada dua permukaan yang berdekatan.
Pemasangan kapasitor dapat dikombinasikan sehingga terdapat berbagai macam
tipe dalam rangkaian. Contoh tipe yang sering digunakan adalah kapasitor dengan
plat sejajar.
Beberapa fenomena alam yang ditemukan, berhubungan dengan kapasitor
plat sejajar. Sebagai contoh adalah fenomena alam kilat. Hal ini akan berkaitan
dengan ukuran dari kapasitas kapasitor untuk menyimpan muatan. Terdapat
beberapa faktor yang mempengaruhi ukuran dari kapasitas penyimpan muatan.
Oleh sebab itu dilakukan percobaan plat kapasitor dengan menggunakan plat
kapasitor sejajar.
1.2 Permasalahan
Permasalahan dari percobaan ini adalah sebagai berikut
Bagaimana menentukan kapasitan pada dua buah plat sejajar
kapasitan
Bagaimana mengetahui pengaruh diameter plat dan tegangan terhadap
Bagaimana membandingkan besaran C hasil perhitungan dengan hasil
pengamatan.
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut
Untuk menentukan kapasitan pada dua buah plat sejajar
Untuk mengetahui pengaruh diameter plat dan tegangan terhadap kapasitan
Untuk
membandingkan
besaran C
hasil
perhitungan dengan hasil
pengamatan.
1
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Muatan dan Arus Listrik
2.1.1 Muatan Listrik
Benda di dunia ini tersusun oleh atom. Atom – atom ini tersusun oleh inti
atom dan elektron. Inti atom berada pada inti atom dan elektron berada diluar
atom yang mengelilingi inti atom. Lebih tepatnya elektron berada pada kulit atau
subkulit dari suatu atom. Atom dapat dikatakan netral jika jumlah elektron yang
berada pada kulitnya normal, maksud dari normal ini adalah jumlah elektron sama
dengan jumlah atom pada normalnya. Jika jumlah elektron lebih banyak dari
jumlah normalnya maka atom itu bermuatan negatif dan jika jumlah leektron itu
lebih sedikit dari jumlah normalnya maka dikatakan atom itu bermuatan positif.
Muatan kelistrikan suatu atom tidak bergantung pada jumlah muatan kelistrikan
oleh partikel inti melainkan bergantung pada elektron yang dimiliki oleh atom
tersebut. Benda netral tidak sama dengan benda yang tidak memiliki muatan.
Benda netral tetap memiliki muatan akan tetapi benda menjadi netral disebabkan
karena benda memiliki jumlah elektron yang sama dengan jumlah elektron pada
normalnya. Benda netral tetap memiliki muatan listrik akan tetapi muatan neto
dipol listriknya adalah nol. Benda bermuatan positif adalah benda yang memiliki
setidaknya 1 atom bermuatan positif sehingga dipol listriknya bernilai positif. Dan
benda yang bermuatan negatif jika benda tersebut memiliki setidaknya 1 atom
bermuatan negatif sehingga dipol listriknya bernilai negatif. Muatan listrik
bersifat terkuantisasi artinya bahawa nilai muatan listrik selalu kelipatan bilangan
bulat dari muatan elementer (e) yang besarnya 1,602x10-19 coloumb (Murdaka,
2010).
2.1.2 Arus Listrik
Elektron – elektron pada kawat penghantar sebelum kawat tersebut
dihubungkan ke sumber tegangan, pergerakannya secera sembarang seperti halnya
2
molekul – molekul gas yang dibatasi didalam sebuah wadah. Dan jika ujung
kawat penghantar tersebut dihubungkan ke sebuah sumber tegangan maka sebuah
medan listrik akan ditimbulkan pada setiap titik pada kawat tersebut. Medan E
inilah yang akan memberikan suatu gerak resultan pada elektron – elektron
tersebut di dalam arah E. Arus listrik adalah banyaknya muatan yang mengalir per
satuan waktu. Arus ini mengalir dari kutub positif menuju kutub negatif. Dan arus
listrik mengalir dari potensial tinggi menuju potensial yang rendah. Secara
matematis, arus listrik dapat dinyatakan sebagai :
�=
dengan :
�
�
.
i = arus listrik (Ampere)
q = muatan listrik (coulomb)
t = waktu (detik)
jika banyaknya muatan yang mengalir per satuan waktu yang tidak konstan maka
arus akan berubah dengan waktu, sehingga persamaan menjadi :
�=
��
��
.
(Haliday, 1996)
Arus listrik dibedakan menjadi 2 jenis yaitu arus listrik AC dan arus listrik DC.
2.1.2.1 Arus Listrik AC
Arus listrik AC atau yang biasa disebut Alternating Current adalah
arus listrik bolak balik. AC disebabkan oleh sumber arus dengan kutub berubah
terhadap waktu. Arus listrik ini akan membentuk grafik sinusoida. Besar dan arah
arus pada arus listrik AC akan selalu berubah – ubah dan bolak – balik. Contoh
sumber tegangan AC adalah PLN dengan bermacam – macam pembangkit listrik,
output transformator step down pada rangkaian power supply dan output dari
3
motor generator. Contoh peralatan yang menggunakan sumber tegangan AC
adalah motor listrik, televisi, pompa air, bor listrik, komputer PC, kipas angin,
setrika. (http://www.elektronika123.com/ac-dan-dc/ diakses pada hari Selasa, 15
April 2014 pukul 10:18 WIB)
2.1.2.2 Arus Listrik DC
Arus listrik DC (DirentCurrent) adalah arus listrik searah. Kutub
pada arus DC adalah tetap. Pada sumber DC mengenal kutub positif dan kutub
negatif. Arus yang mengalir selalu dari positif ke negatif. Contoh sumber
tegangan DC adalah batterai kering, baterai cair yang mengandung asam sulfat,
solar cell dan power supply. Contoh peralatan yang menggunakan sumber
tegangan DC adalah kamera digital, handphone, lampu senter, kalkulator, jam
tangan. (http://www.elektronika123.com/ac-dan-dc/ diakses pada hari Selasa, 15
April 2014 pukul 10:18 WIB)
2.2 Kapasitor dan Kapasitansi
2.2.1 Kapasitor
Kapasitor adalah sebuah perangkat yang terdiri dari 2 buah konduktor
yang dipisahkan oleh sebuah insulator atau vakum yang berfungsi untuk
menyimpan muatan. Setiap konduktor awalnya tidak mempunyai muatan. Ketika
kapasitor dialiri listrik, akan terjadi transfer elektron dari satu konduktor ke
konduktor yang lainnya. Hal ini dinamakan proses pengisian muatan pada
kapasitor. Setelah kedua konduktor pada kapasitor mempunyai muatan dengan
arah dan besar yang berlawanan maka total muatan bersih yang ada pada
konduktor menjadi nol. Kapasitor mempunyai muatan Q dimana muatan Q
tersebut disimpan dalam kapasitor. Hal ini berarti konduktor yang mempunyai
muatan lebih tinggi + Q dan konduktor yang memiliki muatan lebih rendah adalah
–Q. Didalam rangkaian, kapasitor disimbolkan dengan tanda (
). Pada saat
kapasitor dihubungkan dengan sumber listrik, maka pada masing – masing
konduktor pada kapasitor akan memiliki beda potensial yang berbeda yang beda
potensial pada kedua konduktor sama dengan tegangan pada sumber listrik.
4
Proses pelucutan muatan terjadi ketika tegangan pada kapasitor mulai menurun,
seluruh muatan yang tersimpan akan dilepas dan arus yang mengalir juga akan
menurun proses ini terus berlangsung sampai tegangan dan arus mencapai nol
(Young, 2004).
Sifat dasar kapasitor adalah dapat menyimpan muatan listrik dimana
kapasitor tidak dapat dilalui oleh arus DC dan dapat dilalui oleh arus AC. Hal ini
dikarenakan pada tegangan DC elektron akan
mengalir yang mana arahnya
berbeda dengan arah arus , akan tetapi pada kapasitor dipisahkan oleh insulator
sehingga elektron tidak dapat mengalir diantara kedua plat tersebut (Murdaka,
2010).
Kapasitor dapat menyimpan muatan karena terdapat medan listrik diantara
kedua konduktor dan sesungguhnya memang tersimpan didalam medan listrik,
bagaimanapun medan listrik tersebut dihasilkan. Hal ini terjadi karena kapasitor
dapat membatasi medan – medan listrik yang kuat ke voluma kecil. Sehingga
muatan akan tetap tersimpan di dalam konduktor. Dan dilihat dari strukturnya
bahwa kapasitor terdiri dari 2 konduktor yang dibatasi oleh insulator sehingga
muatan akan tetap pada konduktor sehingga kapasitor tersebut dapat menyimpan
muatan dan energi (Haliday, 1996).
2.2.2 Kapasitansi
Kapaitansi adalah ukuran kemampuan kapasitor atau kapasitas kapasitor
untuk menyimpan muatan q pada beda potensial V. Secara matematis dapat
dinyatakan dalam :
�=
�
�
.
Kapasitansi dari sebuah kapasitor tidak dipengaruhi oleh q dan V, melainkan hal
ini merupakan rasio antara q dan V. Nilai kapasitansi dari sebuah kapasitor
dipengaruhi oleh geometri konduktor, jenis dielektrikum, dimensi kapasitor dan
jarak antara kedua konduktor (Murdaka, 2010).
5
Pada kapasitor plat sejajar, 2 konduktor yang terdiri dari plat yang
didekatkan sehingga permukaan kedua plat itu sejajar. Pada setiap plat terdapat
muatan netto dan muatan inilah yang menghasilkan medan listrik E. Muatan yang
terdistribusi pada luasan yang mengadung rapat muatan sama besar akan tetapi
dengan arah yang berbeda sehingga medannlistrik yang dihasilkan diantara kedua
plat itu adalah
�=
�
�
.
dan potensial listrik yang dihasilkan oleh medan listrik pada jarak d dapat
dinyatakan sebagai:
� = �� =
dan
�
�
�
� = ��
.
.
dari persamaan (2.3) , maka kapasitansi kapasitor plat sejajar dapat dinyatakan
menjadi:
�=
dimana:
�
��
= �
�
� �
�= �
�
�
.
.
C = kapasitansi kapasitor (Farad)
� = permitivitas ruang hampa 8,85x10-12 � / N
A = luas permukaan plat ( m2)
d = jarak antar plat (m)
(Jewett, 2003)
6
2.3 Bahan Dielektrikum
Dielektrikum adalah isolator yang ditempatkan diantara kedua konduktor
pada kapasitor. Pemebrian dielektrikum ini bertujuan untuk meningkatkan
efektivitas kapasitor dalam menyimpan muatan. Jika sebuah kapasitor plat sejajar
dihubungkan dengan sumber arus searah yang memberikan beda potensial Vo dan
diantara kedua plat vakum maka muatan akan tersimpan di kapasitor maksimum
dan tepat pada saat itu hubungan antara kapasitor dan sumber arus dilepas. Hal ini
akan mengakibatkan kapasitor diisolasi sehingga muatan tidak lepas dari kedua
plat konduktor. Dan jika diantara kedua plat kapasitor yang vakum tadi diganti
dengan bahan dielektrikum maka beda potensial antara plat berubah menjadi V
yang mana
V < Vo. Pengaruh isolator atau dielektrikum disebut tetapan
dielektrikum κ. Nilai tetapan dielekrikum bergantung jenis isolator yang dipakai.
Pemberian bahan isolator menyebabkan berkurangnya beda potensial. Pemberian
isolator tidak memberi akibat terhadap jumlah muatan yang disimpan tetapi hanya
menyebabkan potensialnya menjadi turun. Kapasitansi kapasitor plat sejajar
menjadi :
dengan:
�=
�
= ��
�
.
C = kapasitansi kapasitor yang diisi dengan isolator lain
Qo = muatan keseluruhan plat
V = beda potensial
� = kapasitansi kapasitor berisolator vakum
κ = tetapan dielektrikum
sehingga pemberian isolator akan menaikkan kapasitansi kapasitor. Kapasitas
kapasitor plat sejajar yang luas platnya A, jarak antar platnya adalah d dan berisi
7
isolator bertetapan dielektrik κ , maka secara matematis kapasitas kapasitor yang
diisi dengan isolator lain dapat dituliskan:
� = ��
�
�
.
(Murdaka, 2010)
2.4 Perbedaan Kapasitor dan Baterai
Kapasitor adalah sebuah alat yang digunakan untuk menyimpan muatan
yang terdiri dari 2 buah konduktor yang dipisahkan oleh isolator. Jika kapasitor
tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan maka akan terjadi proses
pengisian pada kapasitor dimana kapsitor yang satu akan memiliki muatan positif
dan kapasitor yang lain akan bermuatan negatif. Elektron pada konduktor tidak
dapat mengalir satu sama lain karena terdapat medan listrik diantara keduanya
sehingga kapasitor menyimpan muatan. Elektron yang dihasilkan pada kapasitor
tidak dapat dihasilkan sendiri sehingga kapasitor berfungsi sebagai penyimpan
muatan (Haliday, 1996).
Baterai atau yang biasa disebut sel kering terdiri dari seng dan karbon.
Seng dan karbon bertindak sebagai elektroda.
Seng berfungsi sebagai kulit
luarnya dan sekaligus sebagai anoda. Dan seng ini merupakan ujung negatif dari
baterai. Sedangkan katidanya yang merupakan ujung positif baterai tersusun atas
karbon batangan yang dikelilingi oleh pasta basah yang tersusun dari bubuk grafit,
mangan dioksida dan amonium klorida. Pada baterai terjadi reaksi kimia antara
lain pada
Anoda : Zn(s) Zn2+(aq) + 2e
(2.11)
Katoda: MnO2(s) + 2NH4+(aq) + 2e Mn2O3(s)+ 2NH3(aq)+H2O
(2.12)
Elektron akan mengalir dari anoda(kutub negatif) menuju katoda (kutub positif)
dan elektron yang dihasilkan akan selalu baru melalui reaksi kimia jika baterai
dihubungkan ke sumber arus listrik. Baterai memiliki waktu hidup lama dan
mampu mengirim arus lebih tinggi dalam waktu yang lebih lama. Pada proses
8
pengisian ulang baterai, pada prinsipnya adalah memindahkan produk hasil reaksi
keluar elektroda, sehingga memungkinkan sel berfungsi kembali. Pada proses
pengisian ini membutuhkan waktu yang lama (Ulfin, 2010).
2.5 Manfaat dan Aplikasi Kapasitor dalam Kehidupan Sehari – Hari
Kegunaan kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah:
Mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung
kumparan bila tiba – tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan
Menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik
Memilih panjang gelombang pada radio penerima
Sebagai filter dalam catu daya (power supply)
(http://profil.widodoonline.com/Elektronika/komponen/komponenpasif/kapasitor.html diakses pada hari Rabu, 16 April 2014 pukul 00:50 WIB)
Manfaat kapasitor dalam kehidupan sehari – hari adaalah untuk mengatasi
masalah rendahnya faktor daya atau tingginya daya reaktif pada industri atau
bangunan modern. Kapasitor bisa menghasilkan daya reaktif yang diperlukan
konsumen
sehingga
aliran
daya
reaktif
di
saluran
bisa
berkurang.
(http://ilmulistrik.com/antara-manfaat-dan-bahaya -kapasitor.html diakses pada
hari Rabu, 16 April 2014 pukul 00:45 WIB)
Aplikasi dari kapasitor pada kehidupan sehari – hari adalah pada baterai
handphone, lampu flash kamera dan alat – alat elektronik seperti TV, komputer,
laptop.(http://profil.widodoonline.com/Elektronika/komponen/komponenpasif/kapasitor.html diakses pada hari Rabu, 16 April 2014 pukul 00:50 WIB)
9
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan dan Bahan
Peralatan dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah satu buah
I - measuring amplifier D, satu buah moving coil instrument D, satu pasang
parallel plat kapasitor, satu buah regulated powes supply 0 – 300 V, satu buah
voltmeter atau E – measuring instrument D dan measuring resistor 100 MΩ.
3.2 Langkah Kerja
Measuring
☼
Amplifier
Power Supply
Resistor 1 MΩ
Voltmeter
Metramax
Multimeter
Plat kapasitor
Gambar 3. 1 Rangkaian Plat Kapasitor
Langkah – langkah yang dilakukan untuk melakukan percobaan ini adalah
disusun peralatan seperti pada Gambar 3.1 Rangkaian Plat Kapasitor kemudian
diatur tegangan pada power supply unit yaitu pada tegangan 5 Volt dan dibiarkan
untuk beberapa saat. Untuk hal ini, ditanyakan ke asisten terlebih dahulu.
Dilepaskan kabel dari resistor pada kutub positif plat kemudian dimasukkan kabel
koaksial dan dicatat harga V hasil pengamatan pada voltmeter dengan jarak plat
sejajar adalah 1mm. Diulangi langkah – langkah tersebut untuk tegangan yang
berbeda yaitu 6 Volt dan 7 Volt. Diulangi langkah – langkah tersebut pada
tegangan 7 Volt dengan jarak plat sejajar yaitu 2 mm dan 3 mm.
10
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Data
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan didapatkan hasil data – data
besar muatan sebagai berikut :
Tabel 4. 1 Muatan pada Plat Kapasitor dengan Tegangan 5 Volt dan Jarak antar Plat 1
mm
No.
Q1 (nC)
Q2 (nC)
Q (nC)
1.
0,10
2,33
2,23
2.
0,13
2,36
2,23
0,15
2,15
2,00
4.
0,14
2,25
2,11
5.
0,11
2,24
2,13
3.
V (volt)
5
d (mm)
1
Tabel 4. 2 Muatan pada Plat Kapasitor dengan Tegangan 6 Volt dan Jarak antar Plat 1
mm
No.
Q1 (nC)
Q2 (nC)
Q (nC)
1.
0,13
2,55
2,42
2.
0,14
2,68
2,54
0,19
2,65
2,46
4.
0,15
2,96
2,81
5.
0,14
2,59
2,45
3.
V (volt)
6
d (mm)
1
Tabel 4. 3 Muatan pada Plat Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak antar Plat 1
mm
No.
V (volt)
d (mm)
1.
2.
3.
7
1
Q1 (nC)
Q2 (nC)
Q (nC)
0,18
3,48
3,30
0,20
3,56
3,36
0,20
3,58
3,38
11
4.
0,17
3,77
3,60
5.
0,18
3,58
3,40
Tabel 4. 4 Muatan pada Plat Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak antar Plat 2
mm
No.
V (volt)
Q1 (nC)
Q2 (nC)
Q (nC)
1.
0,15
1,42
1,27
2.
0,13
1,86
1,73
0,14
1,73
1,59
4.
0,17
1,90
1,73
5.
0,23
1,84
1,61
3.
7
d (mm)
2
Tabel 4. 5 Muatan pada Plat Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak antar Plat 3
mm
No.
V (volt)
Q1 (nC)
Q2 (nC)
Q (nC)
1.
0,33
1,59
1,26
2.
0,32
1,55
1,23
0,24
1,33
1,09
4.
0,31
1,40
1,09
5.
0,31
1,46
1,15
3.
7
d (mm)
3
Tabel 4. 6 Hasil Pengukuran Plat Kapasitor
No.
Ukuran
Nilai
1.
Keliling
0,802 m
2.
Jari – Jari
0,1277 m
3.
Luas
0,05121 m2
4.2 Perhitungan
Berdasarkan hasil data besar muatan yang telah diperoleh maka dihitung
besar nilai kapasitansi dari plat kapasitor dengan secara empiris maupun teoritis
sebagai berikut:
12
4.2.1 Perhitungan Empiris
Perhitungan secara empiris menggunakan persamaan (2.3).
Diketahui
: Q = 2,23 nC
V = 5 Volt
Ditanya
: C = .......?
Jawab
:
�=
�=
�
�
,
�
� �
� =0,446 nF
Tabel 4. 7 Hasil Perhitungan Kapasitansi Kapasitor dengan Tegangan 5 Volt dan Jarak
antar Plat 1 mm
No.
Q (nC)
C (nF)
1.
2,23
0,446
2.
2,23
0,446
2,00
0,400
4.
2,11
0,422
5.
2,13
0,426
3.
V (volt)
5
Rata - Rata
0,428
Tabel 4. 8 Hasil Perhitungan Kapasitansi Kapasitor dengan Tegangan 6 Volt dan Jarak
antar Plat 1 mm
No.
V (volt)
Q (nC)
C (nF)
1.
6
2,42
0,403
13
2.
2,54
0,423
3.
2,46
0,410
4.
2,81
0,468
5.
2,45
0,408
Rata - Rata
0,423
Tabel 4. 9 Hasil Perhitungan Kapasitansi Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak
antar Plat 1 mm
No.
V (volt)
Q (nC)
C (nF)
1.
3,30
0,471
2.
3,36
0,480
3,38
0,483
4.
3,60
0,514
5.
3,40
0,486
3.
7
Rata - Rata
0,487
4.2.2 Perhitungan Teoritis
Perhitungan secara teoritis menggunakan persamaan (2.8)
Diketahui
: � = 8,85x10-12 � / N
A = 0,05121 m2
d = 1 mm = 0,001 m
V = 7 volt
Ditanya
: C dengan d=1 mm = .......?
C dengan d=2 mm = .......?
C dengan d=3 mm = .......?
14
Jawab
:
Nilai kapasitansi berdasarkan perhitungan teoritis pada d = 1mm :
�
��
=
�
��
=
��
=
�
��
=
�
��
=
��
=
�
��
=
��
=
��
=
�
= � �
�
= ,
�
−
x
� /N
�
,
m
m
,
= 4,53 x 10-10 F
= 0,453 nF
Nilai kapasitansi berdasarkan perhitungan teoritis pada d = 2mm :
�
= � �
�
=
�
,
x
−
� /N
,
�
,
= 2,27 x 10-10 F
m
m
= 0,227 nF
Nilai kapasitansi berdasarkan perhitungan teoritis pada d = 3 mm :
�
�
= � �
�
= ,
�
x
−
� /N
= 1,51 x 10-10 F
�
,
,
m
m
= 0,151 nF
Tabel 4. 10 Perhitungan Kapasitansi Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak antar
Plat 1 mm
No.
1.
2.
3.
�
� /N
A (m2)
8,85x10-12
0,05121
d (m)
C (nF)
0,453
0,001
0,453
0,453
15
4.
0,453
5.
0,453
Rata – Rata
0,453
Tabel 4. 11 Perhitungan Kapasitansi Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak antar
Plat 2 mm
No.
1.
�
� /N
A (m2)
d (m)
C (nF)
0,227
2.
0,227
8,85x10-12
3.
0,05121
0,002
0,227
4.
0,227
5.
0,227
Rata – Rata
0,227
Tabel 4. 12 Perhitungan Kapasitansi Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak antar
Plat 3 mm
No.
1.
�
� /N
A (m2)
d (m)
0,151
2.
3.
C (nF)
0,151
8,85x10-12
0,05121
0,003
0,151
4.
0,151
5.
0,151
Rata – Rata
0,151
16
4.3 Grafik
Kapasitan (nF)
Grafik Hubungan Kapasitan dan Jarak
berdasarkan Perhitungan Teoritis
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
y = -0,151x + 0,579
R² = 0,924
Series1
Linear (Series1)
0
1
2
3
Jarak antar Plat (mm)
4
Grafik 4. 1 Hubungan Kapasitansi dan Jarak berdasarkan Perhitungan Teoritis dari
Tegangan 7 Volt dengan Jarak antar Plat 1 mm, 2 mm dan 3 mm
Kapsitan (nF)
Grafik Hubungan Kapasitan dan Tegangan
berdasarkan Perhitungan Empiris
0,5
0,49
0,48
0,47
0,46
0,45
0,44
0,43
0,42
0,41
y = 0,0295x + 0,269
R² = 0,6869
Series1
Linear (Series1)
0
2
4
6
8
Tegangan (Volt)
Grafik 4. 2 Hubungan Kapasitansi dan Tegangan berdasarkan Perhitungan Empiris dari
Tegangan 5 Volt, 6 Volt dan 7 Volt untuk Jarak 1 mm
17
4.4 Pembahasan
Telah dilakukan percobaan Plat Kapasitor yang bertujuan untuk
menentukan kapasitan pada dua buah plat sejajar, untuk mengetahui pengaruh
diameter plat dan tegangan terhadap kapasitan dan untuk membandingkan besaran
C hasil perhitungan dengan hasil pengamatan. Pada percobaan ini menggunakan
beberapa variasi yaitu variasi terhadap tegangan dan variasi terhadap jarak.
Variasi terhadap tegangan yaitu tegangan yang digunakan adalah 5 Volt, 6 Volt
dan 7 Volt. Dan variasi terhadap jarak adalah 1 mm, 2mm dan 3 mm yang
dilakukan pada tegangan 7 Volt. Pada percobaan ini menggunakan beberapa alat
yaitu multimeter yang digunakan untuk menghitung muatan yang terdapat pada
kapasitor, resistor yag digunakan untuk membagi tegangan, measuring amplifier
yang digunakan untuk menguatkan tegangan, voltmeter yang digunakan untuk
membaca tegangan yang mengalir dan power supply berfungsi sebagai sumber
tegangan. Kapasitor yang digunakan pada percobaan ini adalah kapasitor plat
sejajar dimana bentuk plat adalah lingkaran dengan jari – jari adalah 0,1277 m
sehingga luas plat adalah 0,05121 m2.
Setelah percobaan plat kapasitor dilakukan, diperoleh data yang
dicantumkan pada subbab 4.1 Analisa Data. Kemudian data – data yang diperoleh
dilakukan perhitungan pada subbab 4.2 Perhitungan dan data yang diperoleh pada
perhitungan dicantumkan pada tabel subbab perhitungan. Perhitungan dilakukan
melalui 2 cara yaitu perhitungan secara empiris dan perhitungan secara teoritis.
Dari hasil yang didapat, maka dirata – rata untuk mendapatkan nilai kapasitan
untuk setiap tegangan dan jarak antar plat. Lalu dibuat grafik berdasarkan hasil
perhitungan. Terdapat 2 grafik yaitu grafik nilai kapasitan terhadap jarak dimana
pada grafik ini digunakan nilai kapasitan pada tegangan 7 Volt dengan variasi
jarak antar plat yaitu 1 mm, 2 mm dan 3 mm. Dan grafik kedua yaitu grafik nilai
kapasitan terhadap tegangan. Pada grafik ini digunakan data hasi perhitungan
pada tegangan 5 Volt, 6 Volt dan 7 Volt dengan masing – masing jarak antar plat
1 mm. Pada percobaan ini, untuk setiap tegangan dan jarak, percobaan diulangi
sebanyak 5 kali. Hal ini bertujuan agar data yang didapatkan akurat.
18
Percobaan dengan variasi terhadap tegangan bertujuan untuk mengetahui
pengaruh tegangan terhadap nilai kapasitansi. Dan percobaan dengan variasi
terhadap jarak untuk tegangan yang sama dilakukan untuk mengetahui pengaruh
diameter dan jarak antar plat terhadap nilai kapasitan. Dari perhitungan yang telah
dilakukan didapatkan hasil nilai rata – rata kapasitan kapasitor dua plat sejajar
melalui perhitungan secara empiris pada d = 1 mm untuk V = 5 Volt adalah 0,428
nF, untuk V = 6 Volt adalah 0,423 nF, untuk V = 7 Volt adalah 0,487 nF.
Sedangkan nilai rata – rata kapasitan kapasitor dua plat sejajar melalui
perhitungan secara teoritis untuk d = 1 mm adalah 0,453 nF, untuk d = 2 mm
adalah 0,227 nF dan untuk d = 3 mm adalah 0,151 nF.
Dari hasil percobaan ini, terlihat bahwa jarak antar plat mempengaruhi
nilai kapasitan dari sebuah kapasitor. Semakin besar jarak antar plat maka
semakin kecil nilai kapasitan kapasitor tersebut. Hal ini dikarenakan jarak antar
plat berbanding terbalik dengan nilai kapasitan kapasitor. Pada jarak yang sama
dengan tegangan yang berbeda terlihat bahwa nilai kapasitan kapasitor memiliki
perbedaan yang sedikit. Perbedaan tersebut hanya selisih sedikit koma. Hal ini
disebabkan karena multimeter yang kurang berfungsi dengan baik dan percobaan
plat kapasitor ini dilakukan tidak di ruang hampa sehingga terdapat aliran udara
yang mempengaruhi. Dan semakin besar tegangan maka semakin besar juga
muatan pada kapasitor. Sehingga nilai kapasitan kapasitor adalah sama walaupun
dengan tegangan yang berbeda. Akan tetapi pada percobaan ketika tegangan 5
Volt dan 6 Volt nilai kapasitan kapasitor menurun akan tetapi pada tegangan 7
Volt nilai kapasitan mengalami kenaikan. Hal ini disebabkan multimeter yang
digunakan bekerja kurang maksimal dan kapasitor tidak berada pada ruang hampa
udara sehingga terdapat aliran udara yang mempengaruhi percobaan ini.
Diameter dari plat kapasitor mempengaruhi nilai kapasitan kapasitor.
Bahwa semakin besar nilai diameter plat maka semakin besar nilai kapasitan
kapasitor dikarenakan diameter dari sebuah plat akan mempengaruhi luas plat
tersebut dan luas plat berbanding lurus dengan nilai kapasitan kapasitor. Namun
dalam percobaan ini tidak menggunakan variasi terhadap diameter plat sehingga
19
melalui perhitungan secara teoritis, yang mempengaruhi nilai kapasitan kapasitor
hanyalah jarak antar plat kapasitor saja.
Dari grafik nilai kapasitan terhadap jarak antar plat terlihat bahwa semakin
besar jarak antar plat maka akan semakin kecil nilai kapasitannya. Dan dari grafik
nilai kapasitan terhadap tegangan terlihat bahwa nilai kapasitan semakin menurun
hingga tegangan 6 Volt dan mengalami kenaikan pada tegangan 7 Volt.
20
BAB V
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan,dapat disimpulkan bahwa:
Nilai rata – rata kapasitan kapasitor dua plat sejajar melalui perhitungan
secara empiris, didapatkan hasil pada d = 1 mm untuk V = 5 Volt adalah
0,428 nF, untuk V = 6 Volt adalah 0,423 nF, untuk V = 7 Volt adalah 0,487
nF. Sedangkan nilai rata – rata kapasitan kapasitor dua plat sejajar melalui
perhitungan secara teoritis untuk d = 1 mm adalah 0,453 nF, untuk d = 2 mm
adalah 0,227 nF dan untuk d = 3 mm adalah 0,151 nF.
Diameter plat berpengaruh terhadap nilai kapasitan,semakin besar nilai
diameter plat maka semakin besar nilai kapasitan kapasitor dikarenakan
diameter plat berbanding lurus dengan nilai kapasitan. Dan semakin jauh
jarak antar plat kapasitor maka semakin kecil nilai kapasitannya karena jarak
plat berbanding terbalik dengan nilai kapasitan kapasitor. Dan tegangan yang
semakin besar seharusnya nilai kapasitan kapasitor adalah sama, dikarenakan
semakin besar tegangan maka semakin besar muatan yang mengalir pada
kapasitor. Namun, pada percobaan ini nilai kapasitan pada tegangan 5 Volt
dan 6 Volt mengalami penurunan dan untuk tegangan 7 Volt mengalami
kenaikan. Hal ini dikarenakan multimeter yang tidak bekerja maksimal dan
percobaan dilakukan tidak di dalam ruang hampa sehingga terdapat aliran
udara yang mempengaruhi.
Besaran kapasitan hasil perhitungan secara empiris dan secara teoritis
memiliki selisih sedikit sehingga besaran kapasitan hasil perhitungan secara
empiris dan teoritis dianggap sama. Selisih sedikit tersebut hanya selisih
koma yang disebabkan multimeter yang tidak bekerja maksimal dan
percobaan dilakukan tidak didalam ruang hampa sehingga terdapat aliran
udara yang mempengaruhi
21
DAFTAR PUSTAKA
Haliday, D. 1996. "Fisika". Jakarta: Erlangga.
Jewett, S. 2003. "Physics for Scientist and Engineers 6th Edition". USA:
Brooks/Cole Publisher co.
Murdaka, B. 2010. "Fisika Dasar : Listrik Magnet, Optika, Fisika Modern".
Yogyakarta: Andi Yogyakarta.
Ulfin, I. 2010. "Kimia Dasar". Surabaya: ITS Press.
Young, H. (2004). "University Physics with Modern Physics". San Francisco:
Pearson Addison Wesley.
(http://www.elektronika123.com/ac-dan-dc/ diakses pada hari Selasa, 15 April
2014 pukul 10:18 WIB)
(http://ilmulistrik.com/antara-manfaat-dan-bahaya -kapasitor.html diakses pada
hari Rabu, 16 April 2014 pukul 00:45 WIB)
(http://profil.widodoonline.com/Elektronika/komponen/komponenpasif/kapasitor.html diakses pada hari Rabu, 16 April 2014 pukul 00:50 WIB)
22
LAMPIRAN
KONSTANTA
Permisivitas ruang hampa (ε0) = 8,85x10-12 � / N
1 Farad (F) = 1x109 nanoFarad (nF)
23
NI KETUT RIZKITHA DEVI
1413100003
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
HALAMAN JUDUL
ABSTRAK
Telah dilakukan percobaan Plat Kapasitor L7 yang bertujuan untuk menentukan
kapasitan pada dua buah plat sejajar, untuk mengetahui pengaruh diameter plat dan
tegangan terhadap kapasitan dan untuk membandingkan besaran C hasil perhitungan
dengan hasil pengamatan. Pada percobaan ini menggunakan beberapa variasi yaitu variasi
terhadap tegangan dan variasi terhadap jarak antar plat kapasitor. Variasi terhadap
tegangan yaitu menggunakan 5 Volt, 6 Volt dan 7 Volt. Sedangkan variasi terhadap jarak
antar plat kapasitor hanya untuk tegangan 7 Volt dengan variasi jarak yaitu 1 mm, 2 mm
dan 3 mm. Percobaan ini menggunakan prinsip kapasitor plat sejajar sehingga akan
diketahui nilai kapasitannya yang didapatkan dari perhitungan secara empiris dan teoritis.
Diameter plat adalah 0,2554 m. Hasil rata - rata perhitungan secara empiris, pada d = 1
mm dan V = 5 Volt kapasitannya 0,428 nF, untuk V = 6 Volt kapasitannya 0,423 nF,
untuk V = 7 Volt nilai kapasitannya 0,487 nF. Hasil nilai rata – rata kapasitan yang
didapatkan untuk perhitungan secara teoritis, pada d = 1 mm pada dan V = 7 Volt nilai
kapasitannya 0,453 nF, untuk d = 2 mm kapasitannya 0,227 nF, untuk d = 3 mm
kapasitannya 0,151 nF.
Kata Kunci : Kapasitor Plat Sejajar, Kapasitansi, Dielektrikum, Diameter Plat
i
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL................................................................................................ i
DAFTAR ISI ........................................................................................................... ii
BAB I ...................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
1.1
Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Permasalahan ................................................................................................. 1
1.3 Tujuan ............................................................................................................ 1
BAB II ..................................................................................................................... 2
DASAR TEORI ...................................................................................................... 2
2.1 Muatan dan Arus Listrik................................................................................ 2
2.1.1 Muatan Listrik ............................................................................................ 2
2.1.2 Arus Listrik ............................................................................................. 2
2.1.2.1 Arus Listrik AC ................................................................................ 3
2.1.2.2 Arus Listrik DC ................................................................................ 4
2.2 Kapasitor dan Kapasitansi ............................................................................. 4
2.2.1 Kapasitor ................................................................................................. 4
2.2.2 Kapasitansi .............................................................................................. 5
2.3 Bahan Dielektrikum ...................................................................................... 7
2.4 Perbedaan Kapasitor dan Baterai................................................................... 8
2.5 Manfaat dan Aplikasi Kapasitor dalam Kehidupan Sehari – Hari ................ 9
BAB III ................................................................................................................. 10
METODOLOGI PERCOBAAN ........................................................................... 10
3.1 Peralatan dan Bahan .................................................................................... 10
ii
3.2 Langkah Kerja ............................................................................................. 10
BAB IV ................................................................................................................. 11
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ........................................................... 11
4.1 Analisa Data ................................................................................................ 11
4.2 Perhitungan .................................................................................................. 12
4.2.1 Perhitungan Empiris ............................................................................. 13
4.2.2 Perhitungan Teoritis .............................................................................. 14
4.3 Grafik........................................................................................................... 17
4.4 Pembahasan ................................................................................................. 18
BAB V................................................................................................................... 21
KESIMPULAN ..................................................................................................... 21
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 22
LAMPIRAN .......................................................................................................... 23
iii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia elektronika terdapat beberapa alat berguna untuk rangkaian,
salah satunya kapasitor. Kapasitor digunakan untuk menyimpan energi yang
dihasilkan dari perbedaan potensial listrik pada dua permukaan yang berdekatan.
Pemasangan kapasitor dapat dikombinasikan sehingga terdapat berbagai macam
tipe dalam rangkaian. Contoh tipe yang sering digunakan adalah kapasitor dengan
plat sejajar.
Beberapa fenomena alam yang ditemukan, berhubungan dengan kapasitor
plat sejajar. Sebagai contoh adalah fenomena alam kilat. Hal ini akan berkaitan
dengan ukuran dari kapasitas kapasitor untuk menyimpan muatan. Terdapat
beberapa faktor yang mempengaruhi ukuran dari kapasitas penyimpan muatan.
Oleh sebab itu dilakukan percobaan plat kapasitor dengan menggunakan plat
kapasitor sejajar.
1.2 Permasalahan
Permasalahan dari percobaan ini adalah sebagai berikut
Bagaimana menentukan kapasitan pada dua buah plat sejajar
kapasitan
Bagaimana mengetahui pengaruh diameter plat dan tegangan terhadap
Bagaimana membandingkan besaran C hasil perhitungan dengan hasil
pengamatan.
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut
Untuk menentukan kapasitan pada dua buah plat sejajar
Untuk mengetahui pengaruh diameter plat dan tegangan terhadap kapasitan
Untuk
membandingkan
besaran C
hasil
perhitungan dengan hasil
pengamatan.
1
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Muatan dan Arus Listrik
2.1.1 Muatan Listrik
Benda di dunia ini tersusun oleh atom. Atom – atom ini tersusun oleh inti
atom dan elektron. Inti atom berada pada inti atom dan elektron berada diluar
atom yang mengelilingi inti atom. Lebih tepatnya elektron berada pada kulit atau
subkulit dari suatu atom. Atom dapat dikatakan netral jika jumlah elektron yang
berada pada kulitnya normal, maksud dari normal ini adalah jumlah elektron sama
dengan jumlah atom pada normalnya. Jika jumlah elektron lebih banyak dari
jumlah normalnya maka atom itu bermuatan negatif dan jika jumlah leektron itu
lebih sedikit dari jumlah normalnya maka dikatakan atom itu bermuatan positif.
Muatan kelistrikan suatu atom tidak bergantung pada jumlah muatan kelistrikan
oleh partikel inti melainkan bergantung pada elektron yang dimiliki oleh atom
tersebut. Benda netral tidak sama dengan benda yang tidak memiliki muatan.
Benda netral tetap memiliki muatan akan tetapi benda menjadi netral disebabkan
karena benda memiliki jumlah elektron yang sama dengan jumlah elektron pada
normalnya. Benda netral tetap memiliki muatan listrik akan tetapi muatan neto
dipol listriknya adalah nol. Benda bermuatan positif adalah benda yang memiliki
setidaknya 1 atom bermuatan positif sehingga dipol listriknya bernilai positif. Dan
benda yang bermuatan negatif jika benda tersebut memiliki setidaknya 1 atom
bermuatan negatif sehingga dipol listriknya bernilai negatif. Muatan listrik
bersifat terkuantisasi artinya bahawa nilai muatan listrik selalu kelipatan bilangan
bulat dari muatan elementer (e) yang besarnya 1,602x10-19 coloumb (Murdaka,
2010).
2.1.2 Arus Listrik
Elektron – elektron pada kawat penghantar sebelum kawat tersebut
dihubungkan ke sumber tegangan, pergerakannya secera sembarang seperti halnya
2
molekul – molekul gas yang dibatasi didalam sebuah wadah. Dan jika ujung
kawat penghantar tersebut dihubungkan ke sebuah sumber tegangan maka sebuah
medan listrik akan ditimbulkan pada setiap titik pada kawat tersebut. Medan E
inilah yang akan memberikan suatu gerak resultan pada elektron – elektron
tersebut di dalam arah E. Arus listrik adalah banyaknya muatan yang mengalir per
satuan waktu. Arus ini mengalir dari kutub positif menuju kutub negatif. Dan arus
listrik mengalir dari potensial tinggi menuju potensial yang rendah. Secara
matematis, arus listrik dapat dinyatakan sebagai :
�=
dengan :
�
�
.
i = arus listrik (Ampere)
q = muatan listrik (coulomb)
t = waktu (detik)
jika banyaknya muatan yang mengalir per satuan waktu yang tidak konstan maka
arus akan berubah dengan waktu, sehingga persamaan menjadi :
�=
��
��
.
(Haliday, 1996)
Arus listrik dibedakan menjadi 2 jenis yaitu arus listrik AC dan arus listrik DC.
2.1.2.1 Arus Listrik AC
Arus listrik AC atau yang biasa disebut Alternating Current adalah
arus listrik bolak balik. AC disebabkan oleh sumber arus dengan kutub berubah
terhadap waktu. Arus listrik ini akan membentuk grafik sinusoida. Besar dan arah
arus pada arus listrik AC akan selalu berubah – ubah dan bolak – balik. Contoh
sumber tegangan AC adalah PLN dengan bermacam – macam pembangkit listrik,
output transformator step down pada rangkaian power supply dan output dari
3
motor generator. Contoh peralatan yang menggunakan sumber tegangan AC
adalah motor listrik, televisi, pompa air, bor listrik, komputer PC, kipas angin,
setrika. (http://www.elektronika123.com/ac-dan-dc/ diakses pada hari Selasa, 15
April 2014 pukul 10:18 WIB)
2.1.2.2 Arus Listrik DC
Arus listrik DC (DirentCurrent) adalah arus listrik searah. Kutub
pada arus DC adalah tetap. Pada sumber DC mengenal kutub positif dan kutub
negatif. Arus yang mengalir selalu dari positif ke negatif. Contoh sumber
tegangan DC adalah batterai kering, baterai cair yang mengandung asam sulfat,
solar cell dan power supply. Contoh peralatan yang menggunakan sumber
tegangan DC adalah kamera digital, handphone, lampu senter, kalkulator, jam
tangan. (http://www.elektronika123.com/ac-dan-dc/ diakses pada hari Selasa, 15
April 2014 pukul 10:18 WIB)
2.2 Kapasitor dan Kapasitansi
2.2.1 Kapasitor
Kapasitor adalah sebuah perangkat yang terdiri dari 2 buah konduktor
yang dipisahkan oleh sebuah insulator atau vakum yang berfungsi untuk
menyimpan muatan. Setiap konduktor awalnya tidak mempunyai muatan. Ketika
kapasitor dialiri listrik, akan terjadi transfer elektron dari satu konduktor ke
konduktor yang lainnya. Hal ini dinamakan proses pengisian muatan pada
kapasitor. Setelah kedua konduktor pada kapasitor mempunyai muatan dengan
arah dan besar yang berlawanan maka total muatan bersih yang ada pada
konduktor menjadi nol. Kapasitor mempunyai muatan Q dimana muatan Q
tersebut disimpan dalam kapasitor. Hal ini berarti konduktor yang mempunyai
muatan lebih tinggi + Q dan konduktor yang memiliki muatan lebih rendah adalah
–Q. Didalam rangkaian, kapasitor disimbolkan dengan tanda (
). Pada saat
kapasitor dihubungkan dengan sumber listrik, maka pada masing – masing
konduktor pada kapasitor akan memiliki beda potensial yang berbeda yang beda
potensial pada kedua konduktor sama dengan tegangan pada sumber listrik.
4
Proses pelucutan muatan terjadi ketika tegangan pada kapasitor mulai menurun,
seluruh muatan yang tersimpan akan dilepas dan arus yang mengalir juga akan
menurun proses ini terus berlangsung sampai tegangan dan arus mencapai nol
(Young, 2004).
Sifat dasar kapasitor adalah dapat menyimpan muatan listrik dimana
kapasitor tidak dapat dilalui oleh arus DC dan dapat dilalui oleh arus AC. Hal ini
dikarenakan pada tegangan DC elektron akan
mengalir yang mana arahnya
berbeda dengan arah arus , akan tetapi pada kapasitor dipisahkan oleh insulator
sehingga elektron tidak dapat mengalir diantara kedua plat tersebut (Murdaka,
2010).
Kapasitor dapat menyimpan muatan karena terdapat medan listrik diantara
kedua konduktor dan sesungguhnya memang tersimpan didalam medan listrik,
bagaimanapun medan listrik tersebut dihasilkan. Hal ini terjadi karena kapasitor
dapat membatasi medan – medan listrik yang kuat ke voluma kecil. Sehingga
muatan akan tetap tersimpan di dalam konduktor. Dan dilihat dari strukturnya
bahwa kapasitor terdiri dari 2 konduktor yang dibatasi oleh insulator sehingga
muatan akan tetap pada konduktor sehingga kapasitor tersebut dapat menyimpan
muatan dan energi (Haliday, 1996).
2.2.2 Kapasitansi
Kapaitansi adalah ukuran kemampuan kapasitor atau kapasitas kapasitor
untuk menyimpan muatan q pada beda potensial V. Secara matematis dapat
dinyatakan dalam :
�=
�
�
.
Kapasitansi dari sebuah kapasitor tidak dipengaruhi oleh q dan V, melainkan hal
ini merupakan rasio antara q dan V. Nilai kapasitansi dari sebuah kapasitor
dipengaruhi oleh geometri konduktor, jenis dielektrikum, dimensi kapasitor dan
jarak antara kedua konduktor (Murdaka, 2010).
5
Pada kapasitor plat sejajar, 2 konduktor yang terdiri dari plat yang
didekatkan sehingga permukaan kedua plat itu sejajar. Pada setiap plat terdapat
muatan netto dan muatan inilah yang menghasilkan medan listrik E. Muatan yang
terdistribusi pada luasan yang mengadung rapat muatan sama besar akan tetapi
dengan arah yang berbeda sehingga medannlistrik yang dihasilkan diantara kedua
plat itu adalah
�=
�
�
.
dan potensial listrik yang dihasilkan oleh medan listrik pada jarak d dapat
dinyatakan sebagai:
� = �� =
dan
�
�
�
� = ��
.
.
dari persamaan (2.3) , maka kapasitansi kapasitor plat sejajar dapat dinyatakan
menjadi:
�=
dimana:
�
��
= �
�
� �
�= �
�
�
.
.
C = kapasitansi kapasitor (Farad)
� = permitivitas ruang hampa 8,85x10-12 � / N
A = luas permukaan plat ( m2)
d = jarak antar plat (m)
(Jewett, 2003)
6
2.3 Bahan Dielektrikum
Dielektrikum adalah isolator yang ditempatkan diantara kedua konduktor
pada kapasitor. Pemebrian dielektrikum ini bertujuan untuk meningkatkan
efektivitas kapasitor dalam menyimpan muatan. Jika sebuah kapasitor plat sejajar
dihubungkan dengan sumber arus searah yang memberikan beda potensial Vo dan
diantara kedua plat vakum maka muatan akan tersimpan di kapasitor maksimum
dan tepat pada saat itu hubungan antara kapasitor dan sumber arus dilepas. Hal ini
akan mengakibatkan kapasitor diisolasi sehingga muatan tidak lepas dari kedua
plat konduktor. Dan jika diantara kedua plat kapasitor yang vakum tadi diganti
dengan bahan dielektrikum maka beda potensial antara plat berubah menjadi V
yang mana
V < Vo. Pengaruh isolator atau dielektrikum disebut tetapan
dielektrikum κ. Nilai tetapan dielekrikum bergantung jenis isolator yang dipakai.
Pemberian bahan isolator menyebabkan berkurangnya beda potensial. Pemberian
isolator tidak memberi akibat terhadap jumlah muatan yang disimpan tetapi hanya
menyebabkan potensialnya menjadi turun. Kapasitansi kapasitor plat sejajar
menjadi :
dengan:
�=
�
= ��
�
.
C = kapasitansi kapasitor yang diisi dengan isolator lain
Qo = muatan keseluruhan plat
V = beda potensial
� = kapasitansi kapasitor berisolator vakum
κ = tetapan dielektrikum
sehingga pemberian isolator akan menaikkan kapasitansi kapasitor. Kapasitas
kapasitor plat sejajar yang luas platnya A, jarak antar platnya adalah d dan berisi
7
isolator bertetapan dielektrik κ , maka secara matematis kapasitas kapasitor yang
diisi dengan isolator lain dapat dituliskan:
� = ��
�
�
.
(Murdaka, 2010)
2.4 Perbedaan Kapasitor dan Baterai
Kapasitor adalah sebuah alat yang digunakan untuk menyimpan muatan
yang terdiri dari 2 buah konduktor yang dipisahkan oleh isolator. Jika kapasitor
tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan maka akan terjadi proses
pengisian pada kapasitor dimana kapsitor yang satu akan memiliki muatan positif
dan kapasitor yang lain akan bermuatan negatif. Elektron pada konduktor tidak
dapat mengalir satu sama lain karena terdapat medan listrik diantara keduanya
sehingga kapasitor menyimpan muatan. Elektron yang dihasilkan pada kapasitor
tidak dapat dihasilkan sendiri sehingga kapasitor berfungsi sebagai penyimpan
muatan (Haliday, 1996).
Baterai atau yang biasa disebut sel kering terdiri dari seng dan karbon.
Seng dan karbon bertindak sebagai elektroda.
Seng berfungsi sebagai kulit
luarnya dan sekaligus sebagai anoda. Dan seng ini merupakan ujung negatif dari
baterai. Sedangkan katidanya yang merupakan ujung positif baterai tersusun atas
karbon batangan yang dikelilingi oleh pasta basah yang tersusun dari bubuk grafit,
mangan dioksida dan amonium klorida. Pada baterai terjadi reaksi kimia antara
lain pada
Anoda : Zn(s) Zn2+(aq) + 2e
(2.11)
Katoda: MnO2(s) + 2NH4+(aq) + 2e Mn2O3(s)+ 2NH3(aq)+H2O
(2.12)
Elektron akan mengalir dari anoda(kutub negatif) menuju katoda (kutub positif)
dan elektron yang dihasilkan akan selalu baru melalui reaksi kimia jika baterai
dihubungkan ke sumber arus listrik. Baterai memiliki waktu hidup lama dan
mampu mengirim arus lebih tinggi dalam waktu yang lebih lama. Pada proses
8
pengisian ulang baterai, pada prinsipnya adalah memindahkan produk hasil reaksi
keluar elektroda, sehingga memungkinkan sel berfungsi kembali. Pada proses
pengisian ini membutuhkan waktu yang lama (Ulfin, 2010).
2.5 Manfaat dan Aplikasi Kapasitor dalam Kehidupan Sehari – Hari
Kegunaan kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah:
Mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung
kumparan bila tiba – tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan
Menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik
Memilih panjang gelombang pada radio penerima
Sebagai filter dalam catu daya (power supply)
(http://profil.widodoonline.com/Elektronika/komponen/komponenpasif/kapasitor.html diakses pada hari Rabu, 16 April 2014 pukul 00:50 WIB)
Manfaat kapasitor dalam kehidupan sehari – hari adaalah untuk mengatasi
masalah rendahnya faktor daya atau tingginya daya reaktif pada industri atau
bangunan modern. Kapasitor bisa menghasilkan daya reaktif yang diperlukan
konsumen
sehingga
aliran
daya
reaktif
di
saluran
bisa
berkurang.
(http://ilmulistrik.com/antara-manfaat-dan-bahaya -kapasitor.html diakses pada
hari Rabu, 16 April 2014 pukul 00:45 WIB)
Aplikasi dari kapasitor pada kehidupan sehari – hari adalah pada baterai
handphone, lampu flash kamera dan alat – alat elektronik seperti TV, komputer,
laptop.(http://profil.widodoonline.com/Elektronika/komponen/komponenpasif/kapasitor.html diakses pada hari Rabu, 16 April 2014 pukul 00:50 WIB)
9
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan dan Bahan
Peralatan dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah satu buah
I - measuring amplifier D, satu buah moving coil instrument D, satu pasang
parallel plat kapasitor, satu buah regulated powes supply 0 – 300 V, satu buah
voltmeter atau E – measuring instrument D dan measuring resistor 100 MΩ.
3.2 Langkah Kerja
Measuring
☼
Amplifier
Power Supply
Resistor 1 MΩ
Voltmeter
Metramax
Multimeter
Plat kapasitor
Gambar 3. 1 Rangkaian Plat Kapasitor
Langkah – langkah yang dilakukan untuk melakukan percobaan ini adalah
disusun peralatan seperti pada Gambar 3.1 Rangkaian Plat Kapasitor kemudian
diatur tegangan pada power supply unit yaitu pada tegangan 5 Volt dan dibiarkan
untuk beberapa saat. Untuk hal ini, ditanyakan ke asisten terlebih dahulu.
Dilepaskan kabel dari resistor pada kutub positif plat kemudian dimasukkan kabel
koaksial dan dicatat harga V hasil pengamatan pada voltmeter dengan jarak plat
sejajar adalah 1mm. Diulangi langkah – langkah tersebut untuk tegangan yang
berbeda yaitu 6 Volt dan 7 Volt. Diulangi langkah – langkah tersebut pada
tegangan 7 Volt dengan jarak plat sejajar yaitu 2 mm dan 3 mm.
10
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Data
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan didapatkan hasil data – data
besar muatan sebagai berikut :
Tabel 4. 1 Muatan pada Plat Kapasitor dengan Tegangan 5 Volt dan Jarak antar Plat 1
mm
No.
Q1 (nC)
Q2 (nC)
Q (nC)
1.
0,10
2,33
2,23
2.
0,13
2,36
2,23
0,15
2,15
2,00
4.
0,14
2,25
2,11
5.
0,11
2,24
2,13
3.
V (volt)
5
d (mm)
1
Tabel 4. 2 Muatan pada Plat Kapasitor dengan Tegangan 6 Volt dan Jarak antar Plat 1
mm
No.
Q1 (nC)
Q2 (nC)
Q (nC)
1.
0,13
2,55
2,42
2.
0,14
2,68
2,54
0,19
2,65
2,46
4.
0,15
2,96
2,81
5.
0,14
2,59
2,45
3.
V (volt)
6
d (mm)
1
Tabel 4. 3 Muatan pada Plat Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak antar Plat 1
mm
No.
V (volt)
d (mm)
1.
2.
3.
7
1
Q1 (nC)
Q2 (nC)
Q (nC)
0,18
3,48
3,30
0,20
3,56
3,36
0,20
3,58
3,38
11
4.
0,17
3,77
3,60
5.
0,18
3,58
3,40
Tabel 4. 4 Muatan pada Plat Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak antar Plat 2
mm
No.
V (volt)
Q1 (nC)
Q2 (nC)
Q (nC)
1.
0,15
1,42
1,27
2.
0,13
1,86
1,73
0,14
1,73
1,59
4.
0,17
1,90
1,73
5.
0,23
1,84
1,61
3.
7
d (mm)
2
Tabel 4. 5 Muatan pada Plat Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak antar Plat 3
mm
No.
V (volt)
Q1 (nC)
Q2 (nC)
Q (nC)
1.
0,33
1,59
1,26
2.
0,32
1,55
1,23
0,24
1,33
1,09
4.
0,31
1,40
1,09
5.
0,31
1,46
1,15
3.
7
d (mm)
3
Tabel 4. 6 Hasil Pengukuran Plat Kapasitor
No.
Ukuran
Nilai
1.
Keliling
0,802 m
2.
Jari – Jari
0,1277 m
3.
Luas
0,05121 m2
4.2 Perhitungan
Berdasarkan hasil data besar muatan yang telah diperoleh maka dihitung
besar nilai kapasitansi dari plat kapasitor dengan secara empiris maupun teoritis
sebagai berikut:
12
4.2.1 Perhitungan Empiris
Perhitungan secara empiris menggunakan persamaan (2.3).
Diketahui
: Q = 2,23 nC
V = 5 Volt
Ditanya
: C = .......?
Jawab
:
�=
�=
�
�
,
�
� �
� =0,446 nF
Tabel 4. 7 Hasil Perhitungan Kapasitansi Kapasitor dengan Tegangan 5 Volt dan Jarak
antar Plat 1 mm
No.
Q (nC)
C (nF)
1.
2,23
0,446
2.
2,23
0,446
2,00
0,400
4.
2,11
0,422
5.
2,13
0,426
3.
V (volt)
5
Rata - Rata
0,428
Tabel 4. 8 Hasil Perhitungan Kapasitansi Kapasitor dengan Tegangan 6 Volt dan Jarak
antar Plat 1 mm
No.
V (volt)
Q (nC)
C (nF)
1.
6
2,42
0,403
13
2.
2,54
0,423
3.
2,46
0,410
4.
2,81
0,468
5.
2,45
0,408
Rata - Rata
0,423
Tabel 4. 9 Hasil Perhitungan Kapasitansi Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak
antar Plat 1 mm
No.
V (volt)
Q (nC)
C (nF)
1.
3,30
0,471
2.
3,36
0,480
3,38
0,483
4.
3,60
0,514
5.
3,40
0,486
3.
7
Rata - Rata
0,487
4.2.2 Perhitungan Teoritis
Perhitungan secara teoritis menggunakan persamaan (2.8)
Diketahui
: � = 8,85x10-12 � / N
A = 0,05121 m2
d = 1 mm = 0,001 m
V = 7 volt
Ditanya
: C dengan d=1 mm = .......?
C dengan d=2 mm = .......?
C dengan d=3 mm = .......?
14
Jawab
:
Nilai kapasitansi berdasarkan perhitungan teoritis pada d = 1mm :
�
��
=
�
��
=
��
=
�
��
=
�
��
=
��
=
�
��
=
��
=
��
=
�
= � �
�
= ,
�
−
x
� /N
�
,
m
m
,
= 4,53 x 10-10 F
= 0,453 nF
Nilai kapasitansi berdasarkan perhitungan teoritis pada d = 2mm :
�
= � �
�
=
�
,
x
−
� /N
,
�
,
= 2,27 x 10-10 F
m
m
= 0,227 nF
Nilai kapasitansi berdasarkan perhitungan teoritis pada d = 3 mm :
�
�
= � �
�
= ,
�
x
−
� /N
= 1,51 x 10-10 F
�
,
,
m
m
= 0,151 nF
Tabel 4. 10 Perhitungan Kapasitansi Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak antar
Plat 1 mm
No.
1.
2.
3.
�
� /N
A (m2)
8,85x10-12
0,05121
d (m)
C (nF)
0,453
0,001
0,453
0,453
15
4.
0,453
5.
0,453
Rata – Rata
0,453
Tabel 4. 11 Perhitungan Kapasitansi Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak antar
Plat 2 mm
No.
1.
�
� /N
A (m2)
d (m)
C (nF)
0,227
2.
0,227
8,85x10-12
3.
0,05121
0,002
0,227
4.
0,227
5.
0,227
Rata – Rata
0,227
Tabel 4. 12 Perhitungan Kapasitansi Kapasitor dengan Tegangan 7 Volt dan Jarak antar
Plat 3 mm
No.
1.
�
� /N
A (m2)
d (m)
0,151
2.
3.
C (nF)
0,151
8,85x10-12
0,05121
0,003
0,151
4.
0,151
5.
0,151
Rata – Rata
0,151
16
4.3 Grafik
Kapasitan (nF)
Grafik Hubungan Kapasitan dan Jarak
berdasarkan Perhitungan Teoritis
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
y = -0,151x + 0,579
R² = 0,924
Series1
Linear (Series1)
0
1
2
3
Jarak antar Plat (mm)
4
Grafik 4. 1 Hubungan Kapasitansi dan Jarak berdasarkan Perhitungan Teoritis dari
Tegangan 7 Volt dengan Jarak antar Plat 1 mm, 2 mm dan 3 mm
Kapsitan (nF)
Grafik Hubungan Kapasitan dan Tegangan
berdasarkan Perhitungan Empiris
0,5
0,49
0,48
0,47
0,46
0,45
0,44
0,43
0,42
0,41
y = 0,0295x + 0,269
R² = 0,6869
Series1
Linear (Series1)
0
2
4
6
8
Tegangan (Volt)
Grafik 4. 2 Hubungan Kapasitansi dan Tegangan berdasarkan Perhitungan Empiris dari
Tegangan 5 Volt, 6 Volt dan 7 Volt untuk Jarak 1 mm
17
4.4 Pembahasan
Telah dilakukan percobaan Plat Kapasitor yang bertujuan untuk
menentukan kapasitan pada dua buah plat sejajar, untuk mengetahui pengaruh
diameter plat dan tegangan terhadap kapasitan dan untuk membandingkan besaran
C hasil perhitungan dengan hasil pengamatan. Pada percobaan ini menggunakan
beberapa variasi yaitu variasi terhadap tegangan dan variasi terhadap jarak.
Variasi terhadap tegangan yaitu tegangan yang digunakan adalah 5 Volt, 6 Volt
dan 7 Volt. Dan variasi terhadap jarak adalah 1 mm, 2mm dan 3 mm yang
dilakukan pada tegangan 7 Volt. Pada percobaan ini menggunakan beberapa alat
yaitu multimeter yang digunakan untuk menghitung muatan yang terdapat pada
kapasitor, resistor yag digunakan untuk membagi tegangan, measuring amplifier
yang digunakan untuk menguatkan tegangan, voltmeter yang digunakan untuk
membaca tegangan yang mengalir dan power supply berfungsi sebagai sumber
tegangan. Kapasitor yang digunakan pada percobaan ini adalah kapasitor plat
sejajar dimana bentuk plat adalah lingkaran dengan jari – jari adalah 0,1277 m
sehingga luas plat adalah 0,05121 m2.
Setelah percobaan plat kapasitor dilakukan, diperoleh data yang
dicantumkan pada subbab 4.1 Analisa Data. Kemudian data – data yang diperoleh
dilakukan perhitungan pada subbab 4.2 Perhitungan dan data yang diperoleh pada
perhitungan dicantumkan pada tabel subbab perhitungan. Perhitungan dilakukan
melalui 2 cara yaitu perhitungan secara empiris dan perhitungan secara teoritis.
Dari hasil yang didapat, maka dirata – rata untuk mendapatkan nilai kapasitan
untuk setiap tegangan dan jarak antar plat. Lalu dibuat grafik berdasarkan hasil
perhitungan. Terdapat 2 grafik yaitu grafik nilai kapasitan terhadap jarak dimana
pada grafik ini digunakan nilai kapasitan pada tegangan 7 Volt dengan variasi
jarak antar plat yaitu 1 mm, 2 mm dan 3 mm. Dan grafik kedua yaitu grafik nilai
kapasitan terhadap tegangan. Pada grafik ini digunakan data hasi perhitungan
pada tegangan 5 Volt, 6 Volt dan 7 Volt dengan masing – masing jarak antar plat
1 mm. Pada percobaan ini, untuk setiap tegangan dan jarak, percobaan diulangi
sebanyak 5 kali. Hal ini bertujuan agar data yang didapatkan akurat.
18
Percobaan dengan variasi terhadap tegangan bertujuan untuk mengetahui
pengaruh tegangan terhadap nilai kapasitansi. Dan percobaan dengan variasi
terhadap jarak untuk tegangan yang sama dilakukan untuk mengetahui pengaruh
diameter dan jarak antar plat terhadap nilai kapasitan. Dari perhitungan yang telah
dilakukan didapatkan hasil nilai rata – rata kapasitan kapasitor dua plat sejajar
melalui perhitungan secara empiris pada d = 1 mm untuk V = 5 Volt adalah 0,428
nF, untuk V = 6 Volt adalah 0,423 nF, untuk V = 7 Volt adalah 0,487 nF.
Sedangkan nilai rata – rata kapasitan kapasitor dua plat sejajar melalui
perhitungan secara teoritis untuk d = 1 mm adalah 0,453 nF, untuk d = 2 mm
adalah 0,227 nF dan untuk d = 3 mm adalah 0,151 nF.
Dari hasil percobaan ini, terlihat bahwa jarak antar plat mempengaruhi
nilai kapasitan dari sebuah kapasitor. Semakin besar jarak antar plat maka
semakin kecil nilai kapasitan kapasitor tersebut. Hal ini dikarenakan jarak antar
plat berbanding terbalik dengan nilai kapasitan kapasitor. Pada jarak yang sama
dengan tegangan yang berbeda terlihat bahwa nilai kapasitan kapasitor memiliki
perbedaan yang sedikit. Perbedaan tersebut hanya selisih sedikit koma. Hal ini
disebabkan karena multimeter yang kurang berfungsi dengan baik dan percobaan
plat kapasitor ini dilakukan tidak di ruang hampa sehingga terdapat aliran udara
yang mempengaruhi. Dan semakin besar tegangan maka semakin besar juga
muatan pada kapasitor. Sehingga nilai kapasitan kapasitor adalah sama walaupun
dengan tegangan yang berbeda. Akan tetapi pada percobaan ketika tegangan 5
Volt dan 6 Volt nilai kapasitan kapasitor menurun akan tetapi pada tegangan 7
Volt nilai kapasitan mengalami kenaikan. Hal ini disebabkan multimeter yang
digunakan bekerja kurang maksimal dan kapasitor tidak berada pada ruang hampa
udara sehingga terdapat aliran udara yang mempengaruhi percobaan ini.
Diameter dari plat kapasitor mempengaruhi nilai kapasitan kapasitor.
Bahwa semakin besar nilai diameter plat maka semakin besar nilai kapasitan
kapasitor dikarenakan diameter dari sebuah plat akan mempengaruhi luas plat
tersebut dan luas plat berbanding lurus dengan nilai kapasitan kapasitor. Namun
dalam percobaan ini tidak menggunakan variasi terhadap diameter plat sehingga
19
melalui perhitungan secara teoritis, yang mempengaruhi nilai kapasitan kapasitor
hanyalah jarak antar plat kapasitor saja.
Dari grafik nilai kapasitan terhadap jarak antar plat terlihat bahwa semakin
besar jarak antar plat maka akan semakin kecil nilai kapasitannya. Dan dari grafik
nilai kapasitan terhadap tegangan terlihat bahwa nilai kapasitan semakin menurun
hingga tegangan 6 Volt dan mengalami kenaikan pada tegangan 7 Volt.
20
BAB V
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan,dapat disimpulkan bahwa:
Nilai rata – rata kapasitan kapasitor dua plat sejajar melalui perhitungan
secara empiris, didapatkan hasil pada d = 1 mm untuk V = 5 Volt adalah
0,428 nF, untuk V = 6 Volt adalah 0,423 nF, untuk V = 7 Volt adalah 0,487
nF. Sedangkan nilai rata – rata kapasitan kapasitor dua plat sejajar melalui
perhitungan secara teoritis untuk d = 1 mm adalah 0,453 nF, untuk d = 2 mm
adalah 0,227 nF dan untuk d = 3 mm adalah 0,151 nF.
Diameter plat berpengaruh terhadap nilai kapasitan,semakin besar nilai
diameter plat maka semakin besar nilai kapasitan kapasitor dikarenakan
diameter plat berbanding lurus dengan nilai kapasitan. Dan semakin jauh
jarak antar plat kapasitor maka semakin kecil nilai kapasitannya karena jarak
plat berbanding terbalik dengan nilai kapasitan kapasitor. Dan tegangan yang
semakin besar seharusnya nilai kapasitan kapasitor adalah sama, dikarenakan
semakin besar tegangan maka semakin besar muatan yang mengalir pada
kapasitor. Namun, pada percobaan ini nilai kapasitan pada tegangan 5 Volt
dan 6 Volt mengalami penurunan dan untuk tegangan 7 Volt mengalami
kenaikan. Hal ini dikarenakan multimeter yang tidak bekerja maksimal dan
percobaan dilakukan tidak di dalam ruang hampa sehingga terdapat aliran
udara yang mempengaruhi.
Besaran kapasitan hasil perhitungan secara empiris dan secara teoritis
memiliki selisih sedikit sehingga besaran kapasitan hasil perhitungan secara
empiris dan teoritis dianggap sama. Selisih sedikit tersebut hanya selisih
koma yang disebabkan multimeter yang tidak bekerja maksimal dan
percobaan dilakukan tidak didalam ruang hampa sehingga terdapat aliran
udara yang mempengaruhi
21
DAFTAR PUSTAKA
Haliday, D. 1996. "Fisika". Jakarta: Erlangga.
Jewett, S. 2003. "Physics for Scientist and Engineers 6th Edition". USA:
Brooks/Cole Publisher co.
Murdaka, B. 2010. "Fisika Dasar : Listrik Magnet, Optika, Fisika Modern".
Yogyakarta: Andi Yogyakarta.
Ulfin, I. 2010. "Kimia Dasar". Surabaya: ITS Press.
Young, H. (2004). "University Physics with Modern Physics". San Francisco:
Pearson Addison Wesley.
(http://www.elektronika123.com/ac-dan-dc/ diakses pada hari Selasa, 15 April
2014 pukul 10:18 WIB)
(http://ilmulistrik.com/antara-manfaat-dan-bahaya -kapasitor.html diakses pada
hari Rabu, 16 April 2014 pukul 00:45 WIB)
(http://profil.widodoonline.com/Elektronika/komponen/komponenpasif/kapasitor.html diakses pada hari Rabu, 16 April 2014 pukul 00:50 WIB)
22
LAMPIRAN
KONSTANTA
Permisivitas ruang hampa (ε0) = 8,85x10-12 � / N
1 Farad (F) = 1x109 nanoFarad (nF)
23