Dokumen ini membahas prosedur praktikum mengenai pengisian dan pengosongan energi pada kapasitor. Terdapat tujuan dan pengantar tentang prinsip kerja kapasitor beserta komponen dan alat ukur yang diperlukan. Prosedur meliputi pengukuran tegangan dan arus saat pengisian dan pengosongan muatan kapasitor untuk membuat grafik dan menentukan konstanta waktu serta kapasitasnya.

1. Penuntun Praktikum Elektronika Dasar 1
Laboratorium Pend. Fisika
Tahun Akademik 2011-2012
UNIT 4
PENGISIAN DAN PENGOSONGAN KAPASITOR
A. TUJUAN PERCOBAAN
1. Memahami prinsip pengisian dan pengosongan energi dalam kapasitor.
2. Membuat grafik pengisian dan pengosongan energi kapasitor.
3. Menentukan tetapan waktu dan kapasitas kapasitor
B. PENGANTAR
1. Pengisian
Bila sebuah kapasitor diisi energi melalui sebuah hambatan yang cukup
besar, maka tegangan yang melintang kapasitor akan naik. Kenaikan
tegangan semakin lama semakin lambat karena muatan yang sudah berada
di dalam kapasitor akan melawan pertambahan muatan itu. Perlawanan ini
semakin lama semakin kuat sesuai dengan bertambah besarnya jumlah
muatan dalam kapasitor.
2. Pengosongan
Pada proses pengosongan juga timbul/terjadi induktansi diri dalam
rangkaian sehingga potensial pun turun secara osilasi teredam. Saat beda
potensial mencapai nol, arus mencapai maksimum sehingga kapasitor terisi
penuh dalam arah yang berlawanan. Proses ini berulang beberapa kali
sehingga menghasilkan osilasi teredam yang dapat digambarkan dalam
bentuk grafik.
Amplitudo osilasi terus berkurang bersamaan dengan hilangnya
sebagian energi listrik menjadi kalor dan sedikit radiasi elektromagnetik.
Sama dengan pengisian, osilasi juga akan berkurang jika hambatan cukup
besar. Dalam hal ini potensial V akan turun secara otomatis menjadi nol, hal
inipun dapat digambarkan dalam bentuk grafik.
Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

2. Penuntun Praktikum Elektronika Dasar 1
Laboratorium Pend. Fisika
Tahun Akademik 2011-2012
C. KOMPONEN DAN ALAT UKUR
1. Kaki soket lengkap dengan kawat penghubung dan kaki penyangga.
2. Elco (kapasitor elektronik)
3. Resisitor
4. Stopwatch atau Scaler Counter
5. Power Supply
6. Voltmeter dan Amperemeter
7. Saklar
D. PROSEDUR KERJA
1. Pengisian Muatan pada Kapasitor
a. Perhatikan power supply. Pilih keluaran DC yang variable atau tegangan
dapat diubah dengan bebas.
b. Perhatikan voltmeter dan amperemeter yang akan digunakan, atur agar
dapat mengukur tegangan hingga 15 volt. Perhatikan pula polaritas
voltmeter dan amperemeter jangan sampai terbalik. Catat hambatan
dalamnya (jika ada).
c. Susunan alat seperti pada gambar rangkaian tetapi tanpa kapasitor. Tutup
saklar dan atur tegangan masukan hingga voltmeter menunjukkan 15 volt.
Buka kembali saklar setelah mengatur tegangan masukannya.
R
Vs + Vo
_ C
d. Kosongkan muatan kapasitor
e. Pasang kapasitor pada tempatnya sesuai dengan gambar atau simbolnya.
Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

3. Penuntun Praktikum Elektronika Dasar 1
Laboratorium Pend. Fisika
Tahun Akademik 2011-2012
f. Tutuplah saklar serentak dengan menekan tombol stopwatch dan catat
waktu ketika voltmeter menunjuk 1, 2, 3, …. Volt.
2. Pengosongan Muatan pada kapasitor
a. Setelah mencatat tegangan dan arus terhadap waktu pada bagian
pengisian kapasitor, bukalah saklar lalu lepaskan hubungan ke sumber
tegangan.
b. Sekarang, amati perubahan tegangan dan arus pada pengosongan
kapasitor. Jalankan stopwatch serentak dengan menutup saklar. Catat
waktu ketika tegangan menunjuk angka 11, 10, 9, …. Volt.
c. Catat hasilnya pada lembar pengamatan.
E. TUGAS PENDAHULUAN
1. Jelaskan proses pengisian dan pengosongan energi dalam kapasitor!
2. Tunjukkan bahwa dalam proses pengisian energi kapasitor berlaku
hubungan:
1
𝑉 𝐶 = 𝑉 𝑆 1 − 𝑒 − 𝑅𝐶
Dan dalam proses pengosongan energi kapasitor berlaku hubungan:
1
𝑉 𝐶 = 𝑉𝑠 𝑒 − 𝑅𝐶
3. Gambarkan grafik hubungan antara tegangan kapasitor (VC) dengan waktu (t)
dan arus (IC) dengan waktu (t) untuk pengisian dan pengosongan energi
kapasitor serta berikan interpretasi anda mengenai keempat grafik tersebut.
Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

4. Penuntun Praktikum Elektronika Dasar 1
Laboratorium Pend. Fisika
Tahun Akademik 2011-2012
F. TABEL PENGAMATAN
Spesifikasi Elco : …… µF/ …. Volt
Tahanan : ……Ω
Pengisian Kapasitor
No. Tegangan (V) Arus (I) Waktu (s)
1.
2.
3.
4.
5.
Dan seterusnya …….
(buat tabel serupa untuk pengosongan kapasitor)
G. LAPORAN
1. Dari data hasil pengukuran tegangan (VC), arus (IC) dan waktu (t) untuk
pengisian dan pengosongan energi kapasitor, buatlah grafik hubungan antara
VC dan t, serta antara IC dan t masing-masing untuk pengisian dan
pengosongan energi kapasitor (buat dengan program Excel).
2. Dari grafik-grafik yang anda buat, tentukan kecepatan pertumbuhan
eksponensial tegangan kapasitor (VC) dan kecepatan penyusutan
eksponensial arus kapasitor (IC) pada proses pengisian energi kapasitor.
3. Tentukan pula kecepatan penyusutan eksponensial tegangan kapasitor (VC)
dan kecepatan penyusutan eksponensial arus kapasitor (IC) pada proses
pengosongan energi kapasitor
4. Berikan komentar dan kesimpulan anda.
Pengisian dan Pengosongan Kapasitor