1. Charge Discharge
1
LAPORAN PRAKTIKUM
Nama/NPM : Nila Ulya/1206258452
Fak/Progam Studi : MIPA/Fisika
Group : B6
Kawan Kerja :
1. Hesni Adila Shabrany
2. Adirtya Kritianto
3. Rika Anggreini H.
4. Asriza
5. Husein Abdullah
6. Alvia Sindi
7. Edo Guruh Prayogo
No dan Nama Percobaan : LR01 dan Charge Discharge
Minggu Percobaan : Pekan 3
Tanggal Percobaan : Senin, 30 September 2013
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar
(UPP-IPD)
Universitas Indonesia

2. Charge Discharge
2
Pengisian dan Pelepasan Muatan di Kapasitor
I. Tujuan
Melihat karakteristik tegangan kapasitor pada saat pengisian dan pelepasan
muatan
II. Alat
1. Kapasitor
2. Resistor
3. Amperemeter
4. Voltmeter
5. Variable power supply
6. Camcorder
7. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III. Teori
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan
listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang
dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum
dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung
plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan
mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang
sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi.
Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan
sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena
terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini
"tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.
Saat pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor, lamanya
pengisian dan pengosongan muatannya tergantung dari besarnya nilai
resistansi dan kapasitansi yang digunakan pada rangkaian. Kapasitor yang
sudah diisi (charged) adalah semacam reservoir energi. Dalam pengisian
(charging) dibutuhkan suatu aliran arus dari sumber tegangan. Bila pelat –

3. Charge Discharge
3
pelat kapasitor tersebut hubung singkat dengan suatu penghantar maka akan
terjadi pengosongan (discharging) pada kapasitor yang akan menimbulkan
panas pada penghantar tersebut. Pada saat saklar menghubungkan ke titik 1
arus listrik mengalir dari sumber-sumber tegangan melalui komponen R
menuju komponen C. Tegangan pada kapasitor meningkat dari 0 volt sampai
sebesar tegangan sumber, kemudian tak terjadi aliran, saklar dipindahkan
posisinya ke titik 2 maka terjadi proses pengosongan.
Pada rangkaian arus searah seperti pada Gbr.1, kapasitor akan menjadi
hambatan tak hingga. Hanya saat rangkaian dibuka dan ditutup, arus akan
mengalir. Saat rangkaian tertutup, arus akan mengakibatkan kapasitor dimuati
hingga sama dengan tegangan yang diberikan sebesar V0. Sebaliknya,
kapasitor akan melepaskan muatan melalui resistor saat rangkaian dibuka.
Karakteristik tegangan pada kapasitor dapat diterangkan dengan fungsi
eksponensial.
Gbr.1. Rangkaian kapaitor dan resisitor arus searah
Besar tegangan saat rangkaian terbuka adalah
𝑽 𝒕 = 𝑽 𝟎 𝒆−𝒕 𝝉
(1)
Dengan  adalah konstanta waktu [s]. Konstanta waktu atau waktu paruh
adalah waktu yang dibutuhkan hingga tegangan jatuh menjadi
1
𝑒
𝑉0 yang
ditentukan dari besar hambatan dan kapasitansi:
𝝉 = 𝑹 𝑪 (2)
Hal yang sama, besar tegangan saat rangkaian tertutup adalah
𝑽 𝒕 = 𝑽 𝟎 𝟏 − 𝒆−𝒕 𝝉
(3)

4. Charge Discharge
4
Penurunan tegangan akan melambat sebanding dengan waktu. Tegangan
kapasitor Vc(t) turun secara asimtotik menjadi nol. Kurva karakteristik ini
dapat dilihat pada Gbr. 2
Konstanta waktu dapat dihitung berdasarkan kurva pengisian kapasitor.
Tarik garis tangensial dari kurva pengisian pada titik t = 0 s dan tarik garis
asimtot dari kurva pengisian. Membuat garis yang tegak lurus dari titik
perpotongan antara tangensial dengan garis asimtot ke sumbu x . Titik yang
diperoleh pada sumbu adalah konstanta waktu.
Gbr. 2 Kurva pengisian dan pengosongan dari kapasitor serta penentuan
konstanta waktu
Pada percobaan di R-Lab akan digunakan 4 buah model rangkaian , yaitu
Model 1 , 2 , 3 dan 4. Untuk Model 1 dan 3 mengunakan kapasitor dengan
kapasitas yang sama, Untuk Model 2 dan 4 menggunakan kapasitor dengan
kapasitas yang sama.

5. Charge Discharge
5
IV. Cara Kerja
1. Mengaktifkan Web cam
2. Memperhatikan tampilan video dari peralatan yang digunakan
3. Mengatur model rangkaian yang akan digunakan ,yaitu model 1.
4. Menghidupkan Power Supply yang digunakan
5. Mengukur bedapotensial di kaki-kaki kapasitor dan arus pengisian/ pelepasan
kapasitor
6. Mengulangi langkah 4 dan 6 untuk model rangkaian 2 , 3 dan 4
V. Data Percobaan
Data percobaan yang praktikan peroleh pada praktikum LR01 ini ada 120
data dengan berbagai model.
Model 1
Waktu IC VC
1 3.98 1.02
2 3.18 1.82
3 2.55 2.45
4 2.04 2.96
5 1.64 3.36

6. Charge Discharge
6
6 1.31 3.69
7 1.05 3.95
8 0.84 4.16
9 0.66 4.34
10 0.53 4.47
11 0.42 4.58
12 0.32 4.68
13 0.25 4.75
14 0.19 4.81
15 0.14 4.86
16 3.88 3.88
17 3.12 3.12
18 2.51 2.51
19 2.02 2.02
20 1.63 1.63
21 1.32 1.32
22 1.07 1.07
23 0.87 0.87
24 0.70 0.70
25 0.57 0.57
26 0.46 0.46
27 0.38 0.38
28 0.31 0.31
29 0.25 0.25
30 0.21 0.21

7. Charge Discharge
7
Model 2:
Waktu IC VC
1 11.17 1.43
2 8.03 2.43
3 5.79 3.15
4 4.17 3.67
5 2.99 4.04
6 2.14 4.32
7 1.51 4.52
8 1.05 4.66
9 0.72 4.77
10 0.47 4.85
11 0.27 4.91
12 0.15 4.95
13 0.05 4.99
14 0.00 5.00
15 0.00 5.00
16 11.32 3.62
17 8.22 2.63
18 5.99 1.92
19 4.38 1.40
20 3.22 1.03
21 2.37 0.76
22 1.74 0.56
23 1.30 0.42

8. Charge Discharge
8
24 0.96 0.31
25 0.72 0.23
26 0.53 0.17
27 0.40 0.13
28 0.29 0.09
29 0.21 0.07
30 0.17 0.05
Model 3:
Waktu IC VC
1 2.74 2.26
2 1.61 3.39
3 0.96 4.04
4 0.58 4.42
5 0.34 4.66
6 0.19 4.81
7 0.10 4.90
8 0.04 4.96
9 0.00 5.00
10 0.00 5.00
11 0.00 5.00
12 0.00 5.00
13 0.00 5.00
14 0.00 5.00
15 0.00 5.00

9. Charge Discharge
9
16 2.88 2.88
17 1.73 1.73
18 1.06 1.06
19 0.66 0.66
20 0.42 0.42
21 0.27 0.27
22 0.18 0.18
23 0.12 0.12
24 0.08 0.08
25 0.06 0.06
26 0.04 0.04
27 0.03 0.03
28 0.02 0.02
29 0.01 0.01
30 0.01 0.01
Model 4:
Waktu IC VC
1 6.58 2.89
2 3.05 4.02
3 1.44 4.54
4 0.64 4.79
5 0.24 4.92
6 0.03 4.99
7 0.00 5.00

10. Charge Discharge
10
8 0.00 5.00
9 0.00 5.00
10 0.00 5.00
11 0.00 5.00
12 0.00 5.00
13 0.00 5.00
14 0.00 5.00
15 0.00 5.00
16 7.00 2.24
17 3.39 1.09
18 1.71 0.55
19 0.92 0.29
20 0.50 0.16
21 0.29 0.09
22 0.18 0.06
23 0.11 0.03
24 0.08 0.02
25 0.05 0.01
26 0.03 0.01
27 0.02 0.00
28 0.02 0.00
29 0.02 0.00
30 0.00 0.00

11. Charge Discharge
11
VI. Pengolahan Data
1. Membuat grafik tegangan V terhadap waktu (V vs t) saat pengisian
kapasitor untuk tiap model rangkaian yang digunakan.
Dari percobaan yang dilakukan praktikan secara Rlab, maka jika dibuat
grafik hubungan antara V dengan t saat pengisian kapasitor yaitu pada
waktu t = 1 sekon sampai t= 15 sekon untuk tiap model, didapatkan hasil
sebagai berikut:
a. Model 1
Grafik pengisian kapasitor untuk hubungan antara tegangan (V) dengan
waktu (t) :
Grafik 1. Hubugan Tegangan (V) dengan Waktu (t) untuk Model 2
b. Model 2
Grafik pengisian kapasitor untuk hubungan antara tegangan (V) dengan
waktu (t) :

12. Charge Discharge
12
Grafik 2. Hubugan Tegangan (V) dengan Waktu (t) untuk Model 2
c. Model 3
Grafik pengisian kapasitor untuk hubungan antara tegangan (V) dengan
waktu (t) :
Grafik 3. Hubugan Tegangan (V) dengan Waktu (t) untuk Model 3
d. Model 4
Grafik pengisian kapasitor untuk hubungan antara tegangan (V) dengan
waktu (t) :

13. Charge Discharge
13
Grafik 4. Hubugan Tegangan (V) dengan Waktu (t) untuk Model 4
2. Membuat grafik tegangan V terhadap waktu (V vs t) saat pengosongan
kapasitor untuk tiap model rangkaian yang digunakan
Dari percobaan yang dilakukan praktikan secara Rlab, maka jika dibuat
grafik hubungan antara V dengan t saat pengosongan kapasitor yaitu
pada waktu t = 16 sekon sampai t = 30 sekon untuk tiap model,
didapatkan hasil sebagai berikut:
a. Model 1
Grafik pengosongan kapasitor untuk hubungan antara tegangan (V)
dengan waktu (t) :
Grafik 5. Hubugan Tegangan (V) dengan Waktu (t) untuk Model 1

14. Charge Discharge
14
b. Model 2
Grafik pengosongan kapasitor untuk hubungan antara tegangan (V)
dengan waktu (t) :
Grafik 6. Hubugan Tegangan (V) dengan Waktu (t) untuk Model 2
c. Model 3
Grafik pengosongan kapasitor untuk hubungan antara tegangan (V)
dengan waktu (t) :
Grafik 7. Hubugan Tegangan (V) dengan Waktu (t) untuk Model 3
d. Model 4

15. Charge Discharge
15
Grafik pengosongan kapasitor untuk hubungan antara tegangan (V)
dengan waktu (t) :
Grafik 8. Hubugan Tegangan (V) dengan Waktu (t) untuk Model 4
3. Menghitung besar konstanta waktu dari rangkaian kapasitor berdasarkan
kurva yang dibuat dan besar konstanta waktu yang dihitung dari nilai
kompenen R dan C kemudian membandingkan hasilnya.
Setelah memperoleh persamaan garis dari kurva untuk setiap model baik
saat pengisian maupun pengosongan, maka untuk mengitung konstanta
waktu dari rangkaian kapasitor sebagai berikut :
a. Model 1
Berdasarkan grafik pengisian kapasitor diatas, persamaan
eksponensial yang didapatkan
y = 1.782e0.083x
Maka, untuk mencari besar konstanta waktu dari rangkaian pengisian
model I adalah
𝑉 𝑡 = 𝑉0 1 − 𝑒−𝑡 𝜏
−𝑡
𝜏
= 0.083𝑥
Karena x adalah variable yang menunjukkan waktu t, maka x dapat diganti
dengan t,

16. Charge Discharge
16
−𝑡
𝜏
= 0.083𝑡
−1
𝜏
= 0.083
𝝉 =
−𝟏
𝟎.𝟎𝟖𝟑
= 12.05 s
Sedangkan berdasarkan grafik saat pengosongan kapasitor diatas,
maka persamaan eksponensial yang didapatkan
y = 108.0e-0.20x
Maka, untuk mencari besar konstanta waktu dari rangkaian
pengosongan model I adalah
𝑉 𝑡 = 𝑉0 1 − 𝑒−𝑡 𝜏
𝑡
𝜏
= 0,20
Karena x adalah variable yang menunjukkan waktu t, maka x dapat diganti
dengan t,
−𝑡
𝜏
= −0.20𝑡
−1
𝜏
= 0.20
𝝉 =
−𝟏
𝟎.𝟐𝟎
= 𝟓 𝒔
b. Model 2
Berdasarkan grafik pengisian kapasitor diatas, persamaan
eksponensial yang didapatkan :
y = 2.423e0.062x
Maka, untuk mencari besar konstanta waktu dari rangkaian pengisian
model 2 adalah
𝑉 𝑡 = 𝑉0 1 − 𝑒−𝑡 𝜏
−𝑡
𝜏
= 0.062𝑥

17. Charge Discharge
17
Karena x adalah variable yang menunjukkan waktu t, maka x dapat diganti
dengan t,
−𝑡
𝜏
= 0.062𝑡
−1
𝜏
= 0.062
𝝉 =
−𝟏
𝟎.𝟎𝟔𝟐
= 1,61 s
Sedangkan berdasarkan grafik saat pengosongan kapasitor diatas,
maka persamaan eksponensial yang didapatkan:
y = 451.1e-0.30x
Maka, untuk mencari besar konstanta waktu dari rangkaian
pengosongan model 2 adalah
𝑉 𝑡 = 𝑉0 1 − 𝑒−𝑡 𝜏
𝑡
𝜏
= 0,30
Karena x adalah variable yang menunjukkan waktu t, maka x dapat diganti
dengan t,
−𝑡
𝜏
= −0.30𝑡
−1
𝜏
= 0.30
𝝉 =
−𝟏
𝟎.𝟑𝟎
= 𝟑, 𝟑𝟑 𝒔
c. Model 3
Berdasarkan grafik pengisian kapasitor diatas, persamaan
eksponensial yang didapatkan :
y = 3.309e0.039x
Maka, untuk mencari besar konstanta waktu dari rangkaian pengisian
model 3 adalah

18. Charge Discharge
18
𝑉 𝑡 = 𝑉0 1 − 𝑒−𝑡 𝜏
−𝑡
𝜏
= 0.039𝑥
Karena x adalah variable yang menunjukkan waktu t, maka x dapat diganti
dengan t,
−𝑡
𝜏
= 0.039𝑡
−1
𝜏
= 0.039
𝝉 =
−𝟏
𝟎.𝟎𝟑𝟗
= 25,64 s
Sedangkan berdasarkan grafik saat pengosongan kapasitor diatas,
maka persamaan eksponensial yang didapatkan:
y = 1538.e-0.40x
Maka, untuk mencari besar konstanta waktu dari rangkaian
pengosongan model 3 adalah
𝑉 𝑡 = 𝑉0 1 − 𝑒−𝑡 𝜏
𝑡
𝜏
= 0,40
Karena x adalah variable yang menunjukkan waktu t, maka x dapat diganti
dengan t,
−𝑡
𝜏
= −0.40𝑡
−1
𝜏
= 0.40
𝝉 =
−𝟏
𝟎.𝟒𝟎
= 𝟐, 𝟓 𝒔
d. Model 4
Berdasarkan grafik pengisian kapasitor diatas, persamaan
eksponensial yang didapatkan :

19. Charge Discharge
19
y = 3.977e0.020x
Maka, untuk mencari besar konstanta waktu dari rangkaian
pengisian model 4 adalah
𝑉 𝑡 = 𝑉0 1 − 𝑒−𝑡 𝜏
−𝑡
𝜏
= 0.020𝑥
Karena x adalah variable yang menunjukkan waktu t, maka x dapat
diganti dengan t,
−𝑡
𝜏
= 0.020𝑡
−1
𝜏
= 0.020
𝝉 =
−𝟏
𝟎.𝟎𝟐𝟎
= 50 s
Sedangkan berdasarkan grafik saat pengosongan kapasitor diatas,
maka persamaan eksponensial yang didapatkan:
y = -0.095x + 2.503
Dari hasil kurva telah diketahui bahwasannya dalam persamaan
grafik pengosongan model 4 tidak ditemukan persamaan
ekponensialnya, maka besar konstantanya tidak dapat ditemukan
VII. Analisis
Pada praktikum kali ini, praktikan melakukan praktikum dengan metode
R-lab (remote laboratory) mengenai pengisian dan pelepasan muatan di
kapasitor. Praktikum kali ini bertujuan untuk melihat karakteristik tegangan
kapasitor pada saat pengisian dan pelepasan muatan. Dalam praktikum kali ini,
praktikan tidak melukannya di laboratorium seperti biasanya namun dengan
cara online. Hal yang pertama dilakukan adalah mengaktifkan webcam (video).
Hal ini bertujuan agar dapat melihat proses kerja alat saat berlangsungnya
percobaan. Namun sangat disayangkan, video tidak dapat ditampilkan.
Selanjutnya dilakukan pengukuran untuk mengetahui besar arus serta tegangan

20. Charge Discharge
20
yang kita butuhkan. Dalam pengukuran ini praktikan melakukan sebanyak
empat kali, jadi pengukuran yang praktikan peroleh ada model I, 2, 3, dan 4.
Setiap pengukuran yang praktikan lakukan terdapat nilai arus dan
tegangan yang berbeda untuk setiap model. Setiap model pengukuran
dilakukan selama 30 detik. Dimana saat pengisian kapasitor dari t = 1 detik
sampai t = 15 detik. Sedangkan pada pengosongan kapasitor pada t = 16 detik
sampai t = 30 detik.
Percobaan dan penghitungan dalam praktikum kali ini, tentunya tetap
mengacu pada prinsip dasar kapasitor. Berdasarkan teori yang ada, prinsip
dasar kerja kasitor adalah pada saat kapasitor dialiri arus listrik maka kapasitor
akan menyimpan muatan dan selama kapasitor belum terisi penuh maka proses
penyimpanan akan terus berjalan sampai penuh dan kapasitor akan berhenti
menyimpan. Proses pelepasan terjadi apabila kedua kaki kapasitor
mendapatkan potensial listrik yang terbalik dari pada saat pengisian. Atau
dengan kata lain adanya perbedaan potensial antara kapasitor dengan rangkaian
yang terhubung padanya yang pada rentang waktu dari t = 16 detik sampai t =
30 detik. Sedangkan selama pengisian kapasitor, arus yang mengalir pada
rangkaian akan semakin kecil sampai mencapai 0 ampere pada saat kapasitor
penuh sehingga waktu pengisian terdapat rentangnya t = 0 detik sampai t = 15
detik.
Dari hasil praktikum diperoleh data sebanyak 120 yang setiap modelnya
ada 30 data yang terdiri dari pengisian dan pelepasan muatan di kapasitor.
Kemudian dari data tersebut direpresentasikan dalam grafik untuk bisa
mengetahui persamaan eksponensialnya. Dimana persamaan ekponensilanya
digunakan untuk menentukan besar waktu kapasitor saat pengisian dan
pengosongan kapasitor.
Dapat dilihat setiap grafik pada tiap model saat pengisian memiliki bentuk
yang berbeda-beda karena model yang diberikan berbeda-beda pula.
Berdasarkan sumber yang praktikan peroleh bahwasannya jika menggunakan
kapasitor dengan tegangan AC ada dua kemungkinan yang bisa kita peroleh
yakni nilai kapasitor akan lebih besar dan membuat proses pengisian menjadi

21. Charge Discharge
21
lambat sehingga kapasitor baru terisi sedikit, supply tegangan sudah berbalik
ke siklus sebaliknya, kemungkinan kedua nilai kapasitor yang lebih kecil akan
membuat proses pengisan menjadi lebih cepat, sehingga kapasitor telah terisi
penuh sebelum siklus selanjutnya dan pada kondisi kapasitor yang penuh arus
tidak akan bisa melewati kapasitor dikarenakan adanya keseimbangan.
Sedangkan jika dipasang dengan cara kapasitor dengan menggunakan
hambatan seri maka arus listrik yang akan mengalir melalui kapasitor dan akan
berlanjut ke resistor. Sehingga jika kapasitor belum terisi penuh maka arus
listrik akan tetap mengalir pada rangkaian tersebut, yang mengasilkan nilai
arus kecil. Jika pada pengisian tegangan pada kapasitor bernilai kecil, maka
sisa tegangan yang lebih besar jatuh pada resistor, sebaliknuya pada saat
kapasitor sudah terisi penuh maka tegangan yang jatuh pada resistor akan
bernilai 0 volt dikarenakan tidak ada lagi arus yang mengalir pada rangkaian.
Maka dari itu persamaan eksponensialnya baik saat pengisian maupun
pengosongan memiliki nilai yang berbeda-beda. Begitu juga waktu pada setiap
rangkaian kapasitor berbeda-beda pula. Namun, pada model 4 saat
pengosongan kapsitor praktikan tidak memperoleh waktu pada rangkaian
kapasitor tersebut karena tegangan yang diperoleh semakin menurun menuju
nol. Karena berdasarkan sumber yang praktikan peroleh semakin besar nilai
hambatan yang kita gunakan maka semakin lama pula waktu yang diperlukan
untuk pengisian muatan pada kapasitor. Sehingga ada hubungan antara
tegangan dengan waktu yang dimana semakin besar waktunya maka e nya juga
akan semakin besar.
Pada praktikum kali ini tidak diketahui berapa nilai dari kapasitas
kapasitor dan resistor yang digunakan, sehingga nilai dari konstanta waktu
tidak dapat dicari dengan menggunakan perhitungan sebagai pembanding
partikan jika menggunakan persamaan eksponensialnya yang diperoleh dari
kurva. Penyebabnya yaitu masalah yang terjadi pada web cam saat
pengambilan data R-Lab (error) dan tidak dapat dinyalakan. Jadi, nilai
koefisien waktu hanya didapatkan melalui perhitungan dengan data grafik
tegangan terhadap waktu.

22. Charge Discharge
22
VIII. Kesimpulan
 Pada proses pengisian tegangan pada kapasitor akan naik
 Sedangkan pada proses pengosongan kapasitor tegangan pada kapasitor
akan turun hingga sama dengan nol
 Kapasitor bisa dilewati oleh arus searah maupun arus bolak-balik.
Namun pada rangkaian arus searah pada proses pengisian kapasitor
belum terisi sepenuhnya.
 Jika pada kapasitor yang menggunakan arus bolak balik nilai kapasitor
yang dihasilkan adalah kecil sehingga arus tidak bisa melewati kapasitor
tersebut. Hal ini juga dikarenakan kapasitor sudah terisi penuh jauh
sebelum siklus sinyal selanjutnya.
 Pada pengisian kapasitor nilai waktu pada rangkaian kapsitor lebih besar
darpda nilai waktu pada rangkaian kapasitor saat pengosongan.
Daftar Pustaka
Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall,
NJ, 2000.
Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended
Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.
http://www.phys.itb.ac.id
http://www.geocities.ws/handounimed/medianerdi/karakteristik_pengisian_dan_p
engosongan_kapasitor.html
http://dasarelektronika.com/pengertian-dan-fungsi-kapasitor/
Link R-Lab
http://sitrampil5.ui.ac.id/or01