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.