laporan praktikum rangkaian rc
TRANSCRIPT
LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM
FISIKA DASAR II“RANGKAIAN RC”
Tanggal Pengumpulan : 16 Juni 2016
Tanggal Praktikum : 7 Juni 2016
Waktu Praktikum : 13.30-16.00 WIB
Nama : Annisa Febriana
NIM : 11150163000073
Kelompok/Kloter : 4 (Empat)/2 (Dua)
Nama Anggota :
1. Nia (11150163000059)
Kelas : Pendidikan Fisika 2 B
LABORATORIUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2016
RANGKAIAN RC (RESISTOR DAN KAPASITOR)
A. TUJUAN PRAKTIKUM
1. Dapat mempelajari karakteristik kapasitor.
2. Dapat mengenal dan memahami prinsip dari pengisian dan pengosongan
dalamkapasitor.
3. Dapat menentukan tetapan waktu dan kapasitas kapasitor.
4. Dapat membuat grafik pengisian dan pengosongan kapasitor.
B. DASAR TEORI
Peristiwa pengisian dan pengosongan muatan kapasitor memegang peranan
penting dalam elektronika. Arus yang berhubungan dengan ini mengecil terhadap
waktu sehingga disebutarus transien yang berarti arus yang hanya timbul sesaat atau
bukan arus konstan. Peristiwa ini digunakan untuk mengubah dan mengolah denyut
dalam pesawat televisi, penunda waktu, menghasilkan pengapit cahaya dan
sebagainya.(Tipler, 1991)
Resistor atau turunan hambatan adalah komponen elektronika pasif yang
berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian
elektronika. Satuan nilai resistor atau hambatan adalah ohm, nilai resistor biasanya
diwakili dengan kode angka ataupun gelang warna yang terdapat di badan resistor.
Hambatan resistor sering disebut juga dengan resistansi, jenis resistansi yaitu:
1. Resistor yang nilainya tetap.
2. Resistor yang nilainya dapat diatur.
3. Resistor yang nilainya dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya.
4. Resistor yang dapat berubah nilainya sesuai perubahan suhu.(Dickhson, 2016)
Sebuah kapasitor terdiri daridua buah plat logam dengan sebuah lapisan
isolator (penyekat) diantara kedua plat tersebut. Lapisan isolator yang digunakan dapat
berupa sebuah lempengan plastic tipis, namun dalam beberapa jenis kapasitor lapisan
ini adalah udara. Apabila kapasitor disambungkan ke sebuah sumber listrik DC,
electron-elektron akan berkumpul pada plat yang tersambung keterminal negative
sumber.elektron-elektron ini akan menolak electron-elektron yang ada pada plat
diseberangnya. Electron-elektron yang tertolak akan mengalir menuju terminal
positifsumber. (Owen, Bishop. 2004: 40)
Pada saat t =RC, untuk kedua proses peningkatan dan penurunan secara
eksponensial, tegangan akan berubah sebesar 63%dari tegangan maksimum (1e=0,37)
pada waktu tersebut, RC disebut sebagai konstanta waktu kapasitif yang disimbolkan
dengan t. (Martawijaya, 2008)
C. ALAT DAN BAHAN
No. GAMBAR ALAT DAN BAHAN
1.
Kapasitor
2.
Resistor
3.
Jumper
4.
Catu daya (Power supply)
5.
Kabel Penghubung dan Capit Buaya
6.
Project Board
7.
Multimeter
8.
Switch
D. LANGKAH PERCOBAAN
Percobaan I ( Pengisian Kapasitor )
No. Gambar Langkah Kerja
1 - Siapkan alat dan bahan- Buatlah rangkaian RC- Kosongkan terlebih dahulu
kapasitor dengan menggunakan jumper
- Hubungkan antara resistor dengan catudaya dan multimeter digital
2 - Siapkan stopwatch- Nyalakan catudaya dan saklar
3 -Lihat dan catat hasil dari pengisian(multimeter)
Percobaan II ( Pengosongan Kapasitor )
No Gambar Langkah Kerja
1 - Setelah mencatat hasil pengisiankapasitor.
- Matikan catudaya yang menyala pada proses pengisian.
2 - Amati perubahan tegangan dan arus pada saat pengosongan
3 - Catatlah hasil tegangan dan arus yang terlihat di multimeter
E. DATA PERCOBAAN
Pengisian Kapasitor
N
O
Waktu
(second)
Vc (Volt) I (mA)
1 5 s -2,46 v 0,28 mA
2 10 s -2,55 v 0,2 mA
3 15 s -2,62 v 0,2 mA
4 20 s -2,68 v 0,2 mA
5 25 s -2,70 v 0,2 mA
6 30 s -2,71v 0,2 mA
7 35 s -2,71v 0,2 mA
8 40 s -2,71v 0,2 mA
9 45 s -2,72 v 0,2 mA
10 50 s -2,70 v 0,2 mA
Pengosongan Kapasitor
NO Waktu
(second)
Vc (Volt) I (mA)
1 5 s -1,90 v -0 mA
2 10 s -1,36v -0 mA
3 15 s -1,15 v 0 mA
4 20 s -1,05 v 0 mA
5 25 s -0,95 v 0 mA
6 30 s -0,88 v 0 mA
7 35 s -0,81 v 0 mA
8 40 s -0,60 v 0 mA
9 45 s -0,58 v 0 mA
10 50 s -0,55 v 0 mA
F. PENGOLAHAN DATA
Dikarenakan pada praktikum ini menggunakan multimeter analog, maka arus dapat
dicari dengan :
Pada saat pengisian
1.6
50×2,5=0,28 mA 6.
450
×2,5=0,2 mA
2.4
50×2,5=0,2 mA 7.
450
×2,5=0,2 mA
3.4
50×2,5=0,2 mA 8.
450
×2,5=0,2 mA
4.4
50×2,5=0,2 mA 9.
450
×2,5=0,2 mA
5.4
50×2,5=0,2 mA 10.
450
×2,5=0,2 mA
Pada saat Pengosongan
1.−050
× 2,5=−0mA 6. 0
50×2,5=0mA
2.−050
× 2,5=−0mA 7. 0
50×2,5=0mA
3.0
50×2,5=0mA 8.
050
×2,5=0mA
4.0
50×2,5=0mA 9.
050
×2,5=0mA
5.0
50×2,5=0mA 10.
050
×2,5=0mA
Percobaan I (Pengisian Kapasitor)τ=R ×Cτ=104 Ω ×10−3=10 s
1. Vc=E(1−e−tRc )
¿6(1−e−510 )
=2,36 v
2. Vc=E(1−e−tRc )
¿6(1−e−1010 )
= 3,79 v
3. Vc=E(1−e−tRc )
¿6(1−e−1510 )
= 4,66 v
4. Vc=E(1−e−tRc )
¿6(1−e−2010 )
= 5,22 v
5. Vc=E(1−e−tRc )
¿6(1−e−2510 )
= 5,52 v
6. Vc=E(1−e−tRc )
¿6(1−e−3010 )
= 5,7 v
7. Vc=E(1−e−tRc )
¿6(1−e−3510 )
= 5,82 v
8. Vc=E(1−e−tRc )
¿6(1−e−4010 )
= 5,88 v
9. Vc=E(1−e−tRc )
¿6(1−e−4510 )
=5,88 v
10. Vc=E(1−e−tRc )
¿6(1−e−5010 )
=5,94 v
I o=VR
1. I o=VR
¿ −2,4610000
¿2,46 ×104
2. I o=VR
¿−2,5510000
¿2,55 ×104
3. I o=VR
¿ −2,6210000
¿2,62 ×10−4
4. I o=VR
¿ −2,6810000
¿2,68 ×10−4
5. I o=VR
¿ −2,6710000
¿2,67 ×10−4
6. I o=VR
¿ −2,7110000
¿2,71 ×10−4
7. I o=VR
¿ −2,7110000
¿2,71 ×10−4
8. I o=VR
¿ −2,7210000
¿2,72 ×10−4
9. I o=VR
¿ −2,7210000
¿2,72 ×10−4
10. I o=VR
¿ −2,7010000
¿2,70 ×10−4
1. I=Io (e−tRc )
I=2,46 ×10−4(e−510 )
= 1,2 x 10−4 A
2. I=Io (e−tRc )
I=2,55 ×104(e−1010 )
= 2,5 ×10−4 A
3. I=Io (e−tRc )
I=−2,62 ×10−4(e−1510 )
= 0,52 ×10−4 A
4. I=Io (e−tRc )
I=−2,68 ×10−4(e−2010 )
= 0,26 ×10−4 A
5. I=Io(e−tRc )
I=2,67 ×10−4(e−2510 )
= 0,216 ×10−4 A
6. I=Io(e−tRc )
I=2,71 ×10−4(e−3010 )
= 0,13 ×10−4 A
7. I=Io(e−tRc )
I=−2,71 ×10−4(e−3510 )
= 0,08 ×10−4 A
8. I=Io (e−tRc )
I=2,72 ×10−4(e−4010 )
= 0,027 ×10−4 A
9. I=Io (e−tRc )
I=−2,72 ×10−4(e−45
10 )= 0,027 ×10−4 A
10. I=Io(e−tRc )
I=2,70 ×10−4(e−50
10 )= 1,89 ×10−7 A
Percobaan 2
1. Vc=Vo(e−tRc )
=−1,9(e−510 )
= -1,14v
2. Vc=Vo(e−tRc )
=−0,54 (e−1010 )
=0,91 v
3. Vc=Vo(e−tRc )
=−1,15(e−1510 )
= 0,43v
4. Vc=Vo(e−tRc )
=−1,05(e−2010 )
=0.105 v
5. Vc=Vo(e−tRc )
=−0,95(e−2510 )
=-0,076 v
6. Vc=Vo(e−tRc )
=0,88(e−3010 )
=-0,04 v
7. Vc=Vo(e−tRc )
=−0,024 (e−3510 )
=0,03 v
8. Vc=Vo(e−tRc )
=0,58(e−4010 )
=0,0116 v
9. Vc=Vo(e−tRc )
=0,58(e−4510 )
=5,8 ×10−3v
10. Vc=Vo(e−tRc )
=0,55(e−5010 )
=3,85×10−4 v
I o=VR
1. I o=VR
¿ −1,910000
=1,90× 10−4
2. Io=VR
¿ 1,3610000
=1,36× 10− 4
3. I o=VR
¿ 1,1510000
=1,15× 10−4
4. I o=VR
¿ 1,0510000
=1,05× 10−4
5. I o=VR
¿ 0,9510000
=0,95 ×10−4
6. I o=VR
¿ 0,8810000
=0,88 ×10−4
7. I o=VR
¿ 0,8110000
=0,81× 10−4
8. I o=VR
¿ 0,6010000
=0,60 ×10−4
9. I o=VR
¿ 0,5810000
=0,58 ×10−4
10. I o=VR
¿ 0,5510000
=0,55 ×10− 4
11. I=Io (e−tRc )
I=1,90 ×10−4(e−510 )
= 0,95 ×10−4 A
12. I=Io (e−tRc )
I=1,36 ×10−4(e−10
10 )= 0,32 ×10−4 A
13. I=Io (e−tRc )
I=1,15×10−4(e−1510 )
= 0,23 ×10−4 A
14. I=Io (e−tRc )
I=1,05 ×10−4(e−2010 )
= 0,105 ×10−4 A
15. I=Io (e−tRc )
I=0,95 ×10−4(e−25
10 )= 0,076 ×10−4 A
16. I=Io (e−tRc )
I=0,88×10−4(e−3010 )
= 4 ×10−6 A
17. I=Io (e−tRc )
I=0,81×10−4(e−3510 )
= 2,4 ×10−6 A
18. I=Io (e−tRc )
I=0,60 ×10−4(e−4010 )
= 6×10−7 A
19. ¿ Io (e−tRc )
I=0,58 ×10−4(e−4510 )
= 5,8×10−7 A
20. I=Io (e−tRc )
I=0,55 ×10−4(e−50
10 )= 3,85 ×10−8 A
G. PEMBAHASAN
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan yaitu rangkaian RC, dapat
diketahui bahwa rangkaian RC adalah suatu rangkaian listrik yang memiliki kombinasi
komponen resistor dan kapasitor yang dirangkai secara seri pada percobaan ini. Dengan
percobaan melakukan pengisian dan pengosongan kapasitor praktikum dapat mengukur
tegangan dan arus pada saat pengisian dan pengosongan.
Percobaan pertama yaitu melakukan pengisianpada kapasitor. Berdasarkan data
yang diperoleh dapat diketahui bahwa pada saat pengisian kapasitor tegangan yang
diperoleh dari waktu 5 detik hingga 50 detik mengalami peningkatan nilai. Semakin
lama waktu, semakin meningkat pula tegangan yang ada pada kapasitor sedangkan arus
yang ada mengalami penurunan nilai, semakin lama maka semakin kecil pula arus yang
diperoleh pada multimeter analog. Hal ini dikarenakan arus yang mengalir dihambat
oleh tegangan yang semakin besar. Seharusnya pada percobaan ini tegangan yang
diperoleh terakhir adalah 6 volt namun karena terdapat kesalahan dalam percobaan
praktikan tidak dapat mencapai 6 volt. Kesalahan yang pertama adalah kurang telitinya
praktikan dalam merangkai rangkaian RC dan yang kedua, multimeter yang digunkan
pada saat percobaan mengalami gangguan (rusak) sehingga data yang diperoleh kurang
akurat.
Percobaan kedua yaitu melakukan pengosongan pada kapasitor. Berdasarkan
data yang diperoleh, tegangan pada kapasitor semakin menurun dilihat dari data yang
diperoleh. Penurunan tegangan ini semakin melambat karena muatan pada kapasito
rmelawan pengurangan muatan pada kapasitor tersebut. Nilai arus menunjukkan
semakin lama menurun, kemudian penurunan arus tersebut semakin lambat.
Pada saat pengosongan yang diperoleh mengaalmi penurunan nilai sedangkan
dari arus mengalami kenaikan dari negatif ke angka 0. Pada saat penurunan nilai
tegangan pada multimeter tidak mencapai angka 0 karena gangguan dari alat
multimeter dan kesalahan dari merangkainya.
H. TUGAS PASCA PRAKTIKUM
1. Tentukan harga tetapan waktu kapasitor RC pada percobaan!
Jawab: Tetapan waktu kapasitor RC yaitu :
τ=R ×C
τ=104 Ω ×10−3=10 s
2. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi cepat lamanya pengisian maupun
pengosongan pada kapasitor!
Jawab: Faktor yang mempengaruhi lama cepatnya pengisian yaitu kapasitas dari
sebuah kapasitor, semakin besar kapasitornya semakin lama proses
pengisian/pengosongan dan semakin kecil kapasitasnya semakin cepat pula proses
pengisian / pengosongan. Besarnya hambatan juga berpengaruh.
3. Buatlah grafik hubungan antara tegangan dan arus terhadap waktu menggunakan
excel dan beri penjelasan!
Jawab:
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
-3-2.5-2
-1.5-1
-0.50
0.51
Hubungan antara tegangan dengan waktu
PengisianPengosongan
Waktu (s)
Tega
ngan
(V)
Pada saat pengisian: semakin lama tegangannya semakin meningkat. Kenaikan
tegangan ini semakin lambat diakibatkan karena muatan yang sudah ada pada
kapasitor tersebut melawan pertambahan muatan yang akan masuk pada kapasitor
tersebut.
Pada saat pengosongan , tegangan semakin menurun. Penurunan semakin
melambat karena muatan pada kapasitor melawan pengurangan muatan.
5 10 15 20 25 30 35 40 45 500
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Hubungan antara kuat arus dengan waktu
PengisianPengosongan
Waktu (s)
Arus
List
rik (A
)
Pada saat pengisian kuat arus yang diperoleh semakin lama mengalami penurunan
karena adanya hambatan oleh tegangan yang membesar. Pada saat pengosongan
arus listrik diperoleh semakin mengalami kenaikan hingga angka 0.
I. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
1. Kapasitor merupakan alat yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik,
kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu
2. Pada proses pengisian kapasitor semakin lama waktu pengisian semakin
meningkat teganganya dan arus semakin lama semakin kecil.
3. Pada proses pengosongan tegangan semakin kecil dan arus semakin menaik
menuju angka 0.
J. KOMENTAR
1. Hendaknya praktikan memahami materi tentang rangkaian RC.
2. Hendaknya praktikan lebih teliti dalam merangkain rangkaian RC
K. DAFTAR PUSTAKA
Martawijaya, M.A, dkk. 2008. Dasar-Dasar Elektronika Buku 1. Makasar: Badan
Penerbit UNM Makasar.
Tipler, P.A. 1991. Fisika Sains dan Teknik Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Dickhson. Diambil dari : http://teknikelektronika.com/jenis-jenis-komponen-
elektronika-beserta-fungsi-dan-simbol.