Nama : Hebran Calvin Kristianto
No.Reg : 5215122672
Jurusan : Teknik Elektro
Prodi : Pendidikan Teknik Elektronika
TTL : Jakarta, 3 Maret 1994
Alamat : Duta Bandara Permai
No.HP : 089630806179
Tugas 4 : Modul dan LKS
Ket : Mengambil tugas dari Haris Maulana atas izin dari yang bersangkutan.
http://elka1297.blogspot.com/2012/12/modul-haris-maulana.html
“ Modul Pengukuran Kapasitor”
1.
KAPASITOR
Kapasitor adalah alat
untuk menyimpan muatan atau energi listrik. Kapasitor terdiri dari
dua keping logam yang ruang di antaranya
diisi dengan dielektrik, memiliki muatan yang sama tetapi berbeda jenis. Kapasitas dari sebuah kapasitor adalah
perbandingan antara muatan, q, pada
tiap keping dengan beda potensial V, diantara kedua keping.
C =V/q
Kapasitas hanya bergantung pada
faktor-faktor geometri dan bahan dielektrik. Kapasitas tidak bergantung pada
muatan q atau beda potensial V. Satuan SI dari kapasitas adalah coulomb per
volt, diberi nama farad.
1 farad = 1
coulomb/volt
Jenis-jenis kapasitor yaitu kapasitor
kertas, kapasitor elektrolit, dan kapasitor variable. Kapasitor kertas terdiri
dari dua lembar kertas timah panjang yang berfungsi sebagai keping-keping
konduktor. Kertas timah ini digulung pada sebuah silinder yang diantaranya
diberi dielektrik kertas. Jadi, kertas berfungsi sebagai bahan dielektrik diantara
kedua pelat. Kapasitor ini memiliki kapasitas sebesar 1,0 μF.
Kapasitor elektrolit terdiri dari dua lembar kertas alumunium sebagai
keping konduktor dan alumunium oksida sebagai bahan penyekat. Keping (+)
disebut anoda dan keping (–) disebut katoda. Kutub (+) kapasitor harus
dihubungkan ke kutub (+) suplai dc dan kutub (–) harus dihubungkan ke kutub(-).
Kapasitor memiliki kapasitas sebesar 100000 pF. Kapasitor variable digunakan
untuk memilih frekuensi gelombang pada radio penerima. Kapasitor ini memiliki
dua kumpulan keping-keping logam sejajar sebagai konduktor yang dipisahkan oleh
udara sebagai bahan dielektrik. Kumpulan keping yang satu ditahan tetap dan
kumpulan pelat yang lain dapat diputar sehingga nilai kapasitornya dapat
berubah. Kapasitor ini memiliki kapasitas sebesar 500 pF.
Dalam jangka waktu lama, kapasitor yang
dimuati pasti penuh. Keadaan ini disebut keadaan tunak (mantap). Pada keadaan
tunak, kapasitor adalah terbuka (open) dan arus listrik tak dapat mengalir
melalui cabang rangkaian yang mengandung kapasitor.
Pulsa arus hanya terjadi ketika
kapasitor dimuati dari kosong sampai penuh, atau ketika kapasitor melepaskan
muatannya pada suatu rangkaian yang tertutup. Pada keadaan tunak,
i = 0.
Kapasitas
kapasitor keping sejajar sebanding dengan luas keping A dan berbanding
terbalik
dengan jarak pisah antarkeping d.
Dengan
Ɛ0 adalah tetapan yang disebut permitivitas
vakum (atau udara) dengan nilai
Ɛ0=
8,85 x 10-12 C2/Nm2
Misalkan ketika ruang antarkeping berisi
udara atau vakum (belum diisi dengan dielektrik), kapasitas kapasitor adalah
C0, maka ketika ruang antarkeping diisi dielektrik dengan permitivitas relatif
(atau tetapan dielektrik) r e akan meningkat menjadi :
CD
= ƐrC0 =
Dengan
Ɛ = ƐrƐ0 adalah permitivitas dielektrik.
Kapasitas sebuah kapasitor bola dengan
jari-jari R adalah
C = 4πƐ0R
Jika pada saat pengisian
dielektrik, baterai dilepaskan dari kapasitor maka beda potensial antarkeping
akan berkurang. Kuat medan listrik juga berkurang, sedangkan muatan keping
tetap.
qD
= q0 :
Jika pada saat pengisian dielektrik,
baterai tidak dilepaskan dari
kapasitor maka muatan
keping akan bertambah, sedangkan beda
potensialnya tetap.
VD = V0 ; qD = Ɛrq0
Jika ruang antar keping diisi dengan dua
atau lebih bahan dielektrik berbeda yang ditumpukkan, masing-masing dengan
permitivitas relatif Ɛr1,
Ɛr2, Ɛr3,.... maka kapasitas
kapasitor adalah
Kapasitas kapasitor juga sisa dihitung
dengan menganggap masing-masing lembaran dielektrik sebagai kapasitas C1, C2, C3,.....
kemudian semuanya diserikan, memberikan
Dengan
Tebal Keping d = d1 + d2 +
d3 + .....
Prinsip susunan seri adalah muatan pada tiap kapasitor sama
dengan muatan pada kapasitor ekivalennya. Beda potensial pada kapasitor
ekivalen sama dengan jumlah beda potensial dari tiap-tiap kapasitornya.
q1
=
q2 = q3 = .... = qek
Vek =
V1 + V2 + V3 + .....
Kebalikan
dari kapasitas ekivalen sama dengan jumlah dari kebalikan kapasitas dari tiap-tiap
kapasitornya
Khusus
untuk dua kapasitor disusun seri berlaku
Khusus untuk n buah kapasitor identik
dengan kapasitas masing-masing C yang disusun paralel, berlaku
Prinsip
susunan paralel
adalah beda potensial tiap kapasitor sama dengan beda potensial kapasitor
ekivalennya. Muatan pada kapasitor ekivalen sama dengan jumlah muatan pada
tiap-tiap kapasitornya.
V1 = V2 = V3 =
.....= Vek
qek =
q1 +
q2 + q3 + .....
Kapasitas ekivalen sama dengan jumlah
kapasitas dari tiap-tiap kapasitornya
Cek
= C1 + C2 + C3 + ...
Khusus
untuk n buah kapasitor identik dengan
kapasitas masing-masing C yang disusun
paralel,
berlaku
C = n C
Energi elektrostatis yang disimpan dalam
sebuah kapasitor bermuatan q, beda
potensial V, dan kapasitas C adalah
W
= V2
Energi potensial ini disimpan dalam medan listrik diantara keping. Rapat
energi,ρw, adalah energi
yang tersimpan dalam kapasitor per satuan volumnya
ρw = Ɛ0E2
“LKS ( Lembar Kerja Mahasiswa ) Tentang Kapasitor”
I.
Modul
Praktikum Kapasitor
II.1.
Alat dan Bahan
1)
Multimeter ............
.................................... 1
Set
2)
Kapasitor Non
Polar................................... 2
macam
3)
Kapasitor Polar
.......................................... 2
macam
II.2.
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1) Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada
setiap lembar kegiatan belajar!
2) Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt
meter, amper meter dan
ohm meter), mulailah dari batas ukur yang besar!
3) Jangan meletakkan alat dan bahan ditepi meja!
II.3 Dasar Teori
Menguji Kondisi Kapasitor
Sebelumnya muatan kondensator
didischarge. Dengan jangkah pada OHM, tempelkan penyidik merah pada kutub
POSITIF dan hitam pada NEGATIF.
Bila jarum menyimpang ke KANAN dan
kemudian secara berangsurangsur kembali ke KIRI, berarti kondensator baik. Bila
jarum tidak bergerak, kondensator putus dan bila jarum mentok ke kanan dan
tidak balik, kemungkinan kondensator bocor.
Jangkah pada x100 untuk kondensator di
atas 1000 F, jangkah x1 untuk menguji kondensator non elektrolit, jangkah pada
x10 k untuk menguji elco 10 F jangkah pada x10 k atau 1 k, untuk kapasitas
sampai 100F.
II.4. Langkah
Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2) Amatilah kode kapasitor berupa angka/huruf
satu persatu dan catatlah hasil
pengamatan pada Tabel II.1. di bawah ini!
3) Uji kondisi kondensator menggunakan
Multimeter satu persatu !
4) Tulis hasil pengujian pada kolom keterangan
kondisi tabel II.1 dibawah !
II.5. Lembar
Kerja Praktikum II Kondensator
Nama : HEBRAN CALVIN K.
No. Reg :
5215122672
Jurusan : Teknik
Elektro
Prodi : Pendidikan
Teknik Elektronika
Tabel
II.1 Data Pengamatan Kode Angka dan Huruf pada Kapasitor
No
|
Kode Kapasitor
|
Nilai
Kapasitas
|
Jenis
Kapasitor
(Polar/non
Polar)
|
Tegangan Kerja
(Volt)
|
Keterangan
(kondisi)
|
1
|
Cap AO Type
100µF 6,3V 20% SMD
|
100µF
|
Polar
|
6,3 V
|
Bagus
|
2
|
Cap AO Type
120 µF 4 V 20% SMD
|
120 µF
|
Polar
|
4 V
|
Bagus
|
3
|
Maplin YR75S
|
100n
|
Non Polar
|
16 V
|
Bagus
|
4
|
Maplin BX0QA
|
10n
|
Non Polar
|
50 V
|
Bagus
|
Latihan
1) Mengapa
dalam kapasitor tercantum tegangan kerja yang digunakan adakah
pengaruhnya
terhadap penggunaan kapasitor tersebut ?
Jawab : Agar
pada setiap pengerjaan pada kapasitor, pengguna dapat tau dengan
pasti tegangan atau
kapasitas maksimum yang dapat di gunakan pada
kapasitor tersebut. Dan
agar tidak terjadi kelebihan kapasitas.
2) Bagaimana
cara menentukan berfungsi atau tidaknya kapasitor polar ataupun non polar ?
Jawab : Dengan
menggunakan alat ukur, apabila jarum ukur bergerak saat
digunakan, maka
kapasitor tersebut dapat berfungsi.
Tugas 5 : Kapasitor
& Induktor
1.
Rangkaian seri R = 300 , induktor L = 2
H, dan kapasitor C = 6 μF, dihubungkan dengan sumber tegangan AC, frekuensi =
50 Hz. Hitung besarnya impedansi Z.
Jawaban:
2.
Apa yang dimaksud dengan Kapasitor ?
Kapasitor adalah
komponen elektris umumnya yang secara fisis terdiri dari dua konduktor yang
dipisahkan bahan isolator atau dielektrikum.
3.
Jelaskan difinisi dari Induktor ?
Induktor adalah
salahsatu komponen elektronika yang cara kerjanya berdasarkan induksi magnet.
Induktor biasa disebut juga spul dibuat dari bahan kawat beremail tipis.
Induktor dibuat dari bahan tembaga, diberi simbol L dan satuannya Henry
disingkat H.
4.
Jelaskan mengenai konduktor panas dan
berikan contohnya ?
Konduktor panas adalah benda-benda yang dapat atau
mudah menghantarkanpanas contohnya adalah logam (besi, baja, aluminium, dan
tembaga) dan kaca.
Isolator panas adalah
benda-benda yang tidak dapat atau sukar menghantar panasContohnya adalah kayu,
kain, plastik, dan gabus.
Tugas 6 : Rangkaian DC
1.
Jelaskan secara singkat mengenai arus
searah/DC ?
Arus
searah adalah arus listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja
(tidak berubah dari positif kenegatif, atau sebaliknya).
Soal.
Suatu generator arus
searah seri, 50 KW, 250 Volt, resistans kumparan jangkar0,1 ohm, rugi tegangan
pada sikat tidak ada. Hitunga. Arus jangkarnya bila bekerja pada beban penuhb.
Resistans medan seri bila tegangan yang dibangkitkan =300 Volt
Penyelesaian:
Pakai gambar 2-14 dengan data berikut,P
output
= 50 kW; Vt= 250 Volt ;
Ra= 0,1 ohm Dan Eg = 300 Volt
2. Arus jangkarnya:
3. Resistans Medan Seri
Eg= Vt+IaRa+IRs+si
300 = 250 + 200x0.1 + 200x Rs+0
300 = 270 + 200x RsRs=
0,15 ohm
Soal.
Generator DC seri
mempunyai besar hambatan armatur 25 Ω, hambatankumparan seri 100 Ω, serta rugi
inti dan rugi gesek 200 watt dengan tegangan
beban 250 V. Hitunglah
:
4.
GGL armaturb.
5.
PO (daya output)
Ra = 25 Ω; Rs = 100 Ω;
Vt = 250 V; Rugi-rugi = 200 watt
Jawab
:Rtotal = Ra + Rs= 25 +
100 = 125 Ω
I = Ia = Is = IL = Vt / Rtotal = 250 / 125 = 2
A
4.)
Ea = Ia . Ra + Is . Rs
+ Vt= I . Ra + I . Rs + Vt= I
(Ra + Rs) + Vt= 2 (125)
+ 250= 500 V
Po = Vt . IL= 250 . 2=
500 watt
Tugas 7 : Rangkaian
Arus Bolak Balik AC
Perhatikan rangkaian
R_L_C seri , dihubungkan dengan arus dan tegangan bolak-balik.
Diketahui : R = 30 ohm, L = 0,4 H, C = 125 µ F
V total = V sumber =
100 Volt, f = 50/∏ Hz.
1.
Impedansi Z = …….?
Jawaban
: XL = w L = 2∏fL = 2∏50/∏. 0,4 = 40 Ω
Xc=
1/w C = 1/2∏f C = 1/2∏.50/∏. 125 . 10-6
XC
= 1000000/12500 = 80 Ω
2.
Arus yang mengalir rangkaian I eff = ……?
Jawaban
: I ef= V/Z = 100/50 = 2 A
3.
Beda potensial antara A –B, VAB= ….?
Jawaban : VAB = i. R =
2. 30 = 60 Volt
4.
Beda potensial B-C, VBC= …?
Jawaban
: VBC = i.XL = 2 . 40 = 80 Volt
5.
Beda Potensial C-D, VCD = …?
Jawaban
: VCD = i.XC = 2. 80 = 160 Volt
.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar