Upload
nur-purnamasari
View
98
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
ARUS TRANSIEN
Kelompok VI.B
St. Uswah Nur Purnamasari
Sri Wahyuni Syab, Yuhlisa Hasliana, Taufik
FISIKA 2012
Abstrak
Telah dilakukan praktikum tentang arus transien. Praktikum ini bertujuan untuk memplot kurva arus
dan tegangan terhadap waktu pengisian dan pengosonan muatan pada kapasitor, dan menentukan waktu kapasitif dan kapasitansi kapasitor berdasarkan kurva. Pengumpulan data dilakukan dengan mengamati
besar hambatan dan kuat arus dengan selang waktu 10 menit hingga diperoleh kuat arus sebesar 0.00
pada saat pengisian dan pengosonan kapasitor. Berdasarkan hasil analisis data disimpulkan bahwa pada
grafik pengisian tegangan akan berbanding lurus dengan waktu sedangkan arusnya berbanding terbalik
dengan waktu dan pada proses pengosongan nilai arus dan tegangan aka semakin berkurang berdasarkan
fungsi waktu.
Kata kunci: pengisian dan pengosongan
A. Metode Dasar
Dalam setiap kajian rangkaian
RC, fenomena transien dalam proses
pengisisan dan pengosongan muatan
kapasitor menjadi topic utama.
Gambar 1 menunjukkan skema dasar
pengisian dan pengosongan muatan
kapasitor dari sebuah rangkaian RC.
Jika kapasitor pada gambar 1 awalnya
diasumsikan tidak bermuatan dan
skalar dihubungkan ke posisi s1 pada
saat t=0, maka perbedaan potensial V
akan timbul di ujung-ujung kapasitor
C yang meningkat sebagai fungsi
waktu menurut:
V(t) = ππ (1 - πβπ‘/π πΆ)
Dan arus dalam rangkaian akan
menurun secara eksponensial
menurut:
I(t) = πΌπ (πβπ‘/π πΆ)
Dimana Vf adalah potensial konstan
sumber (Dasar, 2013)
Setelah kapasitor terisi penuh
oleh muatan, saklar kemudian dibuka
untuk mencegah muatan mengalir ke
resistor. Karena tidak ada arus ketika
saklar dibuka, maka tidak ada beda
potensial pada resistor. Saklar ditutup
pada waktu t=0 karena kini ada beda
potensial pada resistor, maka ada arus
yang melewati resistor. Arus ini
disebabkan oleh aliran muatan dari
plat positif kapasitor ke plat negative
kapasitor melalui resistor. Setelah
beberapa waktu, muatan pada
kapasitor akan berkurang (Bakri,
Martawijaya, & Saleh, 2008)
Gambar 1. Skema Pengisian dan Pengosongan Muatan Kapasitor.
Dalam pelepasan muatan
kapasitor ini, potensial kapasitor
menurun secara eksponensial seperti
halnya pada arus dalam rangkaian
(Dasar, 2013).
B. Identifikasi Variabel
1. Variable manipulasi : Waktu
2. Variable kontrol : hambatan
3. Variable respon : tegangan dan
kuat arus
C. Definisi Variabel
1. Tegangan adalah perbedaan
potensial listrik antara dua titik
dalam rangkaian listrik.
2. Hambatan adalah kemampuan
suatu benda untuk menahan arus
listrik.
3. Kuat arus adalah muatan listrik
yang mengalir tiap satuan waktu.
D. Alat dan Bahan
1. Komutator (double trew switch),
1 buah
2. Elco (kapasitor elektrolit), 1 buah
3. Resistor 56 KΞ©, 1 buah
4. Handphone, 1 buah
5. Power supply 0-12 V dc, 1 buah
6. Voltmeter 0-50 V dc, 1 buah
7. Amperemeter 0-1 A dc, 1 buah
8. Kabel penghubung, 7 buah
E. Prosedur Kerja
1. Memerhatikan power supply.
Memilih keluaran DC yang
variable atau tegangan dapat
diubah dengan bebas.
2. Memerhatikan voltmeter dan
ammeter yang akan digunakan,
mengatur tegangan hingga 12V.
memerhatikan pula polaritas
voltmeter dan ammeter jangan
sampai terbalik. Mencatat
hambatan dalamnya (jika ada).
3. Menyusun alat seperti pada
gambar berikut tetapi tanpa
kapasitor. Menutup saklar dan
mengatur tegangan masukan
hingga voltmeter menunjukkan
12V. membuka kembali saklar
setelah mengatur tegangan
masuknya.
4. mengosongkan muatan kapasitor
dengan cara menghubung singkat
kedua kaki kapasitor selama
beberapa menit.
5. Memasang kapasitor pada
tempatnya berdasarkan
polaritasnya.
6. Menutup saklar (K) ke posisi A
serentak dengan pengukuran
waktu dan mencatat tegangan dan
arus yang terbaca tepat pada saat
t=0, melanjutkan pengukuran
untuk setiap selang waktu 10
detik.
7. Mengarahkan komutator ke posisi
B untuk melakukan proses
pengosongan kapasitor dan
V+
_
A
B
K R
1
C
mencatat tegangan dan arus yang
terbaca pada saat t=0 yaitu ketika
ketika komutator diarahkan ke
posisi B, kemudian melanjutkan
untuk setiap rentang waktu 10
detik.
F. Data/Analisis Data
1. Table pengamatan
Hasil pengamatan
Spesifikasi komponen
1) Elco 4700 Β΅F = 47 x 10-4 F
2) Resistor 5W56KJ = 56 KΞ© =
56 x 103 Ξ©
3) RC = 263.2 s
4) Vf = 12 V
5) If = 0.21 mA
DATA PERTAMA
Tabel perubahan tegangan dan arus
terhadap waktu saat pengisian kapasitor
NO t (s) Vc(volt) I (mA) Log I
1 0 0.01 0.21 -0.677780705
2 10 0.65 0.20 -0.698970004
3 20 1.15 0.19 -0.721246399
4 30 1.86 0.18 -0.744727495
5 40 2.33 0.17 -0.769551079
6 50 2.83 0.16 -0.795880017
7 60 3.31 0.15 -0.823908741
8 70 3.76 0.14 -0.853871964
9 80 4.17 0.13 -0.886056648
10 90 4.60 0.13 -0.886056648
11 100 4.97 0.12 -0.920818754
12 110 5.34 0.11 -0.958607315
13 120 5.67 0.11 -0.958607315
14 130 5.99 0.10 -1
15 140 6.30 0.09 -1.045757491
NO t (s) Vc(volt) I (mA) Log I
16 150 6.59 0.09 -1.045757491
17 160 6.86 0.09 -1.045757491
18 170 7.12 0.08 -1.096910013
19 180 7.37 0.08 -1.096910013
20 190 7.82 0.07 -1.15490196
21 200 8.23 0.07 -1.15490196
22 210 8.42 0.07 -1.15490196
23 220 8.60 0.06 -1.22184875
24 230 8.77 0.06 -1.22184875
25 240 8.90 0.05 -1.301029996
26 250 9.08 0.05 -1.301029996
27 260 9.22 0.05 -1.301029996
28 270 9.35 0.05 -1.301029996
29 280 9.49 0.04 -1.397940009
30 290 9.62 0.04 -1.397940009
31 300 9.73 0.04 -1.397940009
32 310 9.84 0.04 -1.397940009
33 320 9.94 0.03 -1.522878745
34 330 10.04 0.03 -1.522878745
35 340 10.14 0.03 -1.522878745
36 350 10.22 0.03 -1.522878745
37 360 10.30 0.03 -1.522878745
38 370 10.39 0.02 -1.698970004
39 380 10.47 0.02 -1.698970004
40 390 10.54 0.02 -1.698970004
41 400 10.61 0.02 -1.698970004
42 410 10.68 0.02 -1.698970004
43 420 10.73 0.02 -1.698970004
44 430 10.80 0.02 -1.698970004
45 440 10.85 0.01 -2
46 450 10.91 0.01 -2
47 460 10.96 0.01 -2
48 470 11.00 0.01 -2
NO t (s) Vc(volt) I (mA) Log I
49 480 11.05 0.01 -2
50 490 11.09 0.01 -2
51 500 11.13 0.01 -2
52 510 11.17 0.01 -2
53 520 11.21 0.01 -2
54 530 11.24 0.01 -2
55 540 11.28 0.01 -2
56 550 11.31 0.01 -2
57 560 11.34 0.01 -2
58 570 11.37 0.01 -2
59 580 11.39 0.01 -2
60 590 11.42 0.01 -2
61 600 11.44 0.00
62 610 11.46 0.00
63 620 11.48 0.00
Table perubahan tegangan dan arus
terhadap waktu saat pengosongan
kapasitor
NO t (s) Vc(volt) I (mA) Log I
1 0 11.53 0.20 -0.69897
2 10 10.99 0.19 -0.72125
3 20 10.37 0.18 -0.74473
4 30 9.85 0.17 -0.76955
5 40 9.34 0.16 -0.79588
6 50 8.83 0.15 -0.82391
7 60 8.39 0.14 -0.85387
8 70 7.94 0.13 -0.88606
9 80 7.54 0.13 -0.88606
10 90 7.15 0.12 -0.92082
11 100 6.78 0.11 -0.95861
12 110 6.42 0.11 -0.95861
13 120 6.10 0.10 -1
14 130 5.79 0.10 -1
NO t (s) Vc(volt) I (mA) Log I
15 140 5.49 0.09 -1.04576
16 150 5.20 0.09 -1.04576
17 160 4.94 0.08 -1.09691
18 170 4.68 0.08 -1.09691
19 180 4.45 0.07 -1.1549
20 190 4.21 0.07 -1.1549
21 200 4.00 0.06 -1.22185
22 210 3.79 0.06 -1.22185
23 220 3.60 0.06 -1.22185
24 230 3.41 0.05 -1.30103
25 240 3.23 0.05 -1.30103
26 250 3.08 0.05 -1.30103
27 260 2.92 0.04 -1.39794
28 270 2.78 0.04 -1.39794
29 280 2.63 0.04 -1.39794
30 290 2.50 0.04 -1.39794
31 300 2.35 0.03 -1.52288
32 310 2.25 0.03 -1.52288
33 320 2.14 0.03 -1.52288
34 330 2.02 0.03 -1.52288
35 340 1.92 0.03 -1.52288
36 350 1.82 0.03 -1.52288
37 360 1.73 0.02 -1.69897
38 370 1.64 0.02 -1.69897
39 380 1.54 0.02 -1.69897
40 390 1.48 0.02 -1.69897
41 400 1.41 0.02 -1.69897
42 410 1.33 0.02 -1.69897
43 420 1.27 0.02 -1.69897
44 430 1.21 0.01 -2
45 440 1.15 0.01 -2
46 450 1.09 0.01 -2
47 460 1.03 0.01 -2
NO t (s) Vc(volt) I (mA) Log I
48 470 0.98 0.01 -2
49 480 0.93 0.01 -2
50 490 0.88 0.01 -2
51 500 0.80 0.01 -2
52 510 0.76 0.01 -2
53 520 0.72 0.01 -2
54 530 0.68 0.01 -2
55 540 0.65 0.00
56 550 0.62 0.00
57 560 0.58 0.00
DATA KEDUA
Table hubungan antara tegangan dan arus
terhadap waktu pada saat pengisian
kapasitor
NO t (s) Vc(volt) I (mA) Log I
1 0 0.51 0.20 -0.69897
2 10 1.09 0.19 -0.72125
3 20 1.67 0.18 -0.74473
4 30 2.20 0.17 -0.76955
5 40 2.73 0.16 -0.79588
6 50 3.23 0.15 -0.82391
7 60 3.68 0.14 -0.85387
8 70 4.12 0.13 -0.88606
9 80 4.49 0.13 -0.88606
10 90 4.88 0.12 -0.92082
11 100 5.25 0.11 -0.95861
12 110 5.61 0.11 -0.95861
13 120 5.92 0.10 -1
14 130 5.26 0.09 -1.04576
15 140 6.54 0.09 -1.04576
16 150 6.80 0.09 -1.04576
17 160 7.10 0.08 -1.09691
18 170 8.10 0.06 -1.22185
NO t (s) Vc(volt) I (mA) Log I
19 180 8.27 0.06 -1.22185
20 190 8.49 0.06 -1.22185
21 200 8.64 0.05 -1.30103
22 210 8.80 0.05 -1.30103
23 220 8.96 0.05 -1.30103
24 230 9.10 0.05 -1.30103
25 240 9.25 0.04 -1.39794
26 250 9.38 0.04 -1.39794
27 260 9.51 0.04 -1.39794
28 270 9.64 0.04 -1.39794
29 280 9.75 0.03 -1.52288
30 290 9.86 0.03 -1.52288
31 300 9.97 0.03 -1.52288
32 310 10.06 0.03 -1.52288
33 320 10.16 0.03 -1.52288
34 330 10.24 0.03 -1.52288
35 340 10.33 0.02 -1.69897
36 350 10.41 0.02 -1.69897
37 360 10.48 0.02 -1.69897
38 370 10.56 0.02 -1.69897
39 380 10.64 0.02 -1.69897
40 390 10.69 0.01 -2
41 400 10.75 0.01 -2
42 410 10.81 0.01 -2
43 420 10.87 0.01 -2
44 430 10.91 0.01 -2
45 440 10.96 0.01 -2
46 450 11.02 0.01 -2
47 460 11.06 0.01 -2
48 470 11.10 0.01 -2
49 480 11.14 0.01 -2
50 490 11.18 0.01 -2
51 500 11.22 0.01 -2
NO t (s) Vc(volt) I (mA) Log I
52 510 11.25 0.01 -2
53 520 11.28 0.01 -2
54 530 11.31 0.01 -2
55 540 11.35 0.01 -2
56 550 11.37 0.00
57 560 11.40 0.00
58 570 11.42 0.00
Table hubungan antara tegangan dan arus
terhadap waktu pada proses pengosongan
kapasitor
NO t (s) Vc(volt) I (mA) Log I
1 0 11.48 0.20 -0.69897
2 10 10.90 0.19 -0.72125
3 20 10.30 0.18 -0.74473
4 30 9.80 0.17 -0.76955
5 40 9.26 0.16 -0.79588
6 50 8.79 0.15 -0.82391
7 60 8.26 0.14 -0.85387
8 70 7.87 0.13 -0.88606
9 80 7.46 0.13 -0.88606
10 90 7.09 0.12 -0.92082
11 100 6.63 0.11 -0.95861
12 110 6.37 0.11 -0.95861
13 120 6.05 0.10 -1
14 130 5.73 0.10 -1
15 140 5.44 0.09 -1.04576
16 150 5.15 0.08 -1.09691
17 160 4.86 0.08 -1.09691
18 170 4.64 0.07 -1.1549
19 180 4.36 0.07 -1.1549
20 190 4.16 0.06 -1.22185
21 200 3.96 0.06 -1.22185
22 210 3.76 0.06 -1.22185
NO t (s) Vc(volt) I (mA) Log I
23 220 3.54 0.05 -1.30103
24 230 3.35 0.05 -1.30103
25 240 3.27 0.05 -1.30103
26 250 3.02 0.04 -1.39794
27 260 2.89 0.04 -1.39794
28 270 2.74 0.04 -1.39794
29 280 2.61 0.04 -1.39794
30 290 2.46 0.03 -1.52288
31 300 2.34 0.03 -1.52288
32 310 2.23 0.03 -1.52288
33 320 2.11 0.03 -1.52288
34 330 1.90 0.03 -1.52288
35 340 1.81 0.02 -1.69897
36 350 1.71 0.02 -1.69897
37 360 1.62 0.02 -1.69897
38 370 1.54 0.02 -1.69897
39 380 1.46 0.02 -1.69897
40 390 1.40 0.02 -1.69897
41 400 1.32 0.01 -2
42 410 1.25 0.01 -2
43 420 1.19 0.01 -2
44 430 1.13 0.01 -2
45 440 1.04 0.01 -2
46 450 1.02 0.01 -2
47 460 0.97 0.01 -2
48 470 0.92 0.01 -2
49 480 0.88 0.01 -2
50 490 0.80 0.01 -2
51 500 0.75 0.01 -2
52 510 0.71 0.01 -2
53 520 0.68 0.01 -2
54 530 0.65 0.00
55 540 0.61 0.00
NO t (s) Vc(volt) I (mA) Log I
56 550 0.58 0.00
2. Analisis perhitungan
Secara teori
a. Pengisian kapasitor
1) Tetapan waktu kapasitif
= RC
= (56x103Ξ©)(47x10-4F)
= 263.2 s
2) Tegangan pada saat t=RC
V(t) = ππ (1 - πβπ‘/π πΆ)
= 12 V (1 - πβπ πΆ/π πΆ)
= 12 V (1 - πβ1)
= 12 V x 0.63
= 7.56 V
3) Kuat arus pada saat t=RC
I(t) = If (πβπ‘/π πΆ)
= If (πβπ πΆ/π πΆ)
= If (πβ1)
= 0.21 mA x 0.37
= 0.078 mA
b. Pengosongan kapasitor
1) Tetapan waktu kapasitif
= RC
=(56x103Ξ©)(47x10-4F)
= 263.2 s
2) Tegangan pada saat t=RC
V(t) = Vf (πβπ‘/π πΆ)
= Vf (πβπ πΆ/π πΆ)
= Vf (πβ1)
= 0.37 x 12 V
= 4.44 V
3) Kuat arus pada saat t=RC
I(t) = If (πβπ‘/π πΆ)
= If (πβπ πΆ/π πΆ)
= If (πβ1)
= 0.21 mA x 0.37
= 0.078 mA
Secara praktek
DATA PERTAMA
pengisian kapasitor
Grafik pengaruh perubahan waktu terhadap tegangan pada proses pengisian kapasitor
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500
Tega
nga
n
Waktu
Grafik pengaruh perubahan waktu terhadap arus pada proses pengisian kapasitor
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.1
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640
Aru
s
Waktu
Pengosongan kapasitor
Grafik pengaruh perubahan waktu terhadap tegangan pada proses pengosongan kapasitor
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540
Tega
nga
n
Waktu
Grafik pengaruh perubahan waktu terhadap Arus pada proses pengosongan kapasitor
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.1
0.11
0.12
0.13
0.14
0.15
0.16
0.17
0.18
0.19
0.2
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540
Aru
s
Waktu
DATA KEDUA
Pengisian kapasitor
Grafik pengaruh perubahan waktu terhadap tegangan pada proses pengisian kapasitor
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560
Tega
nga
n
Waktu
Grafik pengaruh perubahan waktu terhadap arus pada proses pengisian kapasitor
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.1
0.11
0.12
0.13
0.14
0.15
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540
Aru
s
Waktu
Pengosongan kapasitor
Grafik pengaruh perubahan waktu terhadap tegangan pada proses pengosonan kapasitor
0
1
2
3
4
5
6
7
8
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540
Tega
nga
n
Waktu
Grafik pengaruh perubahan waktu terhadap arus pada proses pengosonan kapasitor
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.1
0.11
0.12
0.13
0.14
0.15
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540
Aru
s
Waktu
Grafik pengaruh perubahan waktu terhadap log I pada proses pengisian kapasitor
y = -0.0016x - 0.863
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0 100 200 300 400 500 600 700
Log
I
waktu
Grafik pengaruh perubahan waktu terhadap log I pada proses pengosonan kapasitor
y = -0.0016x - 0.8775
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0 100 200 300 400 500 600
log
I
waktu
Grafik pengaruh perubahan waktu terhadap log I pada proses pengisian kapasitor
y = -0.0016x - 0.9109
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0 100 200 300 400 500 600 700
log
I
waktu
Grafik pengaruh perubahan waktu terhadap arus pada proses pengosonan kapasitor
y = -0.0016x - 0.883
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0 100 200 300 400 500 600
log
I
waktu
3. Analisis grafik
DATA PERTAMA
Pengisian kapasitor
1) Hubungan t terhadap v
Secara teori
V(t) = 7.56 V
Secara praktek diperoleh
V(t) = 9.23 V
%diff=|π‘ππππβπππππ‘ππ
πππ‘πβπππ‘π|x100%
=|7.56πβ9.23π
8.395|x100%
= 19%
2) Hubungan t terhadap I
Secara teori
I(t) = 0.078 mA
Secara praktek diperoleh
I(t) = 0.052 mA
%diff=|π‘ππππβπππππ‘ππ
πππ‘πβπππ‘π|x100%
=|0.078ππ΄β0.052ππ΄
0.065|x100%
= 40%
3) Hubungan t terhadap log I
Secara teori
RC=263.2 s
Secara praktek
Y=mx+c
Y=-0.0016x-0.683
Log I=(β1
2.3 π πΆ)t + log Is
RC=β1
2.3 π
=β1
2.3 (β0.0016)
=271.7 s
%diff=|π‘ππππβπππππ‘ππ
πππ‘πβπππ‘π|x100%
=|263.2 π β271.7 π
267.4|x100%
= 3%
Pengosongan kapasitor
1) Hubungan t terhadap v
Secara teori
V(t) = 4.44 V
Secara praktek diperoleh
V(t) = 2.83 V
%diff=|π‘ππππβπππππ‘ππ
πππ‘πβπππ‘π|x100%
=|4.44πβ2.83π
3.63|x100%
= 44%
2) Hubungan t terhadap I
Secara teori
I(t) = 0.078 mA
Secara praktek diperoleh
I(t) = 0.04 mA
%diff=|π‘ππππβπππππ‘ππ
πππ‘πβπππ‘π|x100%
=|0.078ππ΄β0.04ππ΄
0.059|x100%
= 64%
3) Hubungan t terhadap log I
Secara teori
RC=263.2 s
Secara praktek
Y=mx+c
Y=-0.0016x-0.8775
Log I=(β1
2.3 π πΆ)t + log Is
RC=β1
2.3 π
=β1
2.3 (β0.0016)
=271.7 s
%diff=|π‘ππππβπππππ‘ππ
πππ‘πβπππ‘π|x100%
=|263.2 π β271.7 π
267.4|x100%
= 3%
DATA KEDUA
Pengisian kapasitor
1) Hubungan t terhadap v
Secara teori
V(t) = 7.56 V
Secara praktek diperoleh
V(t) = 9.60 V
%diff=|π‘ππππβπππππ‘ππ
πππ‘πβπππ‘π|x100%
=|7.56πβ9.60π
8.58|x100%
= 24%
2) Hubungan t terhadap I
Secara teori
I(t) = 0.078 mA
Secara praktek diperoleh
I(t) = 0.045 mA
%diff=|π‘ππππβπππππ‘ππ
πππ‘πβπππ‘π|x100%
=|0.078ππ΄β0.045ππ΄
0.061|x100%
= 54%
3) Hubungan t terhadap log I
Secara teori
RC=263.2 s
Secara praktek
Y=mx+c
Y=-0.0016x-0.69109
Log I=(β1
2.3 π πΆ)t + log Is
RC=β1
2.3 π
=β1
2.3 (β0.0016)
=271.7 s
%diff=|π‘ππππβπππππ‘ππ
πππ‘πβπππ‘π|x100%
=|263.2 π β271.7 π
267.4|x100%
= 3%
Pengosongan kapasitor
1) Hubungan t terhadap v
Secara teori
V(t) = 4.44 V
Secara praktek diperoleh
V(t) = 2.79 V
%diff=|π‘ππππβπππππ‘ππ
πππ‘πβπππ‘π|x100%
=|4.44πβ2.79π
3.61|x100%
= 46%
2) Hubungan t terhadap I
Secara teori
I(t) = 0.078 mA
Secara praktek diperoleh
I(t) = 0.04 mA
%diff=|π‘ππππβπππππ‘ππ
πππ‘πβπππ‘π|x100%
=|0.078ππ΄β0.04ππ΄
0.059|x100%
= 64%
3) Hubungan t terhadap log I
Secara teori
RC=263.2 s
Secara praktek
Y=mx+c
Y=-0.0016x-0.883
Log I=(β1
2.3 π πΆ)t + log Is
RC=β1
2.3 π
=β1
2.3 (β0.0016)
=271.7 s
%diff=|π‘ππππβπππππ‘ππ
πππ‘πβπππ‘π|x100%
=|263.2 π β271.7 π
267.4|x100%
= 3%
G. Pembahasan
Arus transien merupakan arus yang
hanya timbul sesaat atau bukan
merupakan arus konstan. Pada arus
transien terdapat dua proses utama yaitu
proses pengisian dan pengosongan
muatan kapasitor.
Secara teori saat pengisian muatan
kapasitor, maka muatan kapasitor akan
bertambah seiring dengan pertambahan
waktu. Namun, arus akan semakin
berkurang seiring denga pertambahan
waktu. Secara garis besar pertambahan
dan pengurangan muatan ini juga terjadi
saat praktek pengisian dan pengosongan
muatan.
Nilai tegangan saat pengisian
secara teori diperoleh 7.56V sedangkan
secara praktek diperoleh 9.23V untuk
kegiaatan perama dan 9.60 untuk
kegiatan kedua. Kegiatan pertama
memiliki persen differensial sebesar
19% dan kegiatan kedua sebesar 24%.
Berdasarkan persen differensial yang
diperoleh, dapat dikatakan bahwa nilai
tegangan unutk kegiatan pertama tidak
terlalu menyimpang dari hasil teori.
Nilai arus saat pengisian kapasitor
secara teori diperoleh sebesar 0.078 mA,
sedangkan secara praktek diperoleh
0.052 mA untuk kegiatan pertama dan
0.045 mA untuk kegiatan kedua. Nilai
arus yang diperoleh memiliki selisih
hampir setengah dari nilai teorinya. Hal
ini juga dapat dilihat dari nilai persen
differensial yang diperoleh. Pada
kegiatan pertama diperoleh persen
differensial sebesar 40% sedangkan
pada kegiatan kedua sebesar 54%. Nilai
differensial untuk kedua kegiatan ini
terbilang cukup besar.
Secara teori dikatakan bahwa saat
pengosongan kapasitor maka grafik
hubungan antara waktu dan muatan
kapasitor akan semakin berkurang
sesuai dengan fungsi waktu. Hal ini juga
berlaku untuk nilai arus.
Nilai tegangan secara teori
diperoleh 4.44V sedangkan nilai
tegangan secara praktek diperoleh 2.83V
untuk kegiatan pertama dan 2.79 untuk
kegiatan kedua. Nilai yang diperoleh
secara praktek sangat berbeda dengan
nilai secara teori. Hal ini juga tampak
pada nilai persen differensial sebesar
44% untuk kegiatan pertama dan 46%
untuk kegiatan kedua.
Nilai arus secara teori diperoleh
0.078 mA sedangkan nilai yang
diperoleh saat praktek yaitu 0.04 mA
untuk kedua kegiatan. Nilai secara
praktek ini juga terbilang sangat jauh
berbeda dengan nilai teori karena
memiliki nilai persen differensial
sebesar 64%.
Waktu kapasitif secara teori
diperoleh saat t=RC, sedangkan secara
praktek diperoleh dengan menarik garis
lurus pada kurva perbandingan waktu
terhadap log I. Dari persamaan ini besar
nilai RC diperoleh dari nilai gradient
yang dikalikan dengan -1/23 sehingga
diperoleh nilai RC sebesar 271.7s untuk
semua kegiatan. Nilai RC secara praktek
untuk pengisian maupun pengosongan
sama karena memiliki gradient yang
sama. Nilai yang diperoleh tidak cukup
jauh dari hasil teori karena memiliki
nilai persen differensial sebesar 3%.
Adapun perbedaan nilai yang
diperoleh disebabkan oleh beberapa hal,
diantaranya:
adanya alat ukur yang terlalu
sensitif.
ketidak tepatan praktikan dalam
menentukan tegangan dan arus
pada selang waktu yang telah
ditentukan. Ketidaktepatan ini
dapat terjadi ketika praktikan tidak
bersamaan menekan stopwatch
dengan dimulainya pengisian dan
pengosongan kapasitor.
Pada saat praktikum berlangsung
ammeter sempat off. Sehingga
waktu pengambilan data sempat
berkurang beberapa menit.
H. Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan ini, dapat
disimpulkan bahwa:
1. Pada proses pengisian nilai
tegangan akan semakin bertambah
seiring dengan pertambahan waktu
dan nilai arus akan berkurang sesuai
dengan pertambahan waktu.
Sedangkan pada proses
pengosongan nilai tegangan dan
arus akan semakin berkurang sesuai
dengan fungsi waktu.
2. Tetapan waktu kapasitif secara teori
dan secara praktik hampir sama dan
memiliki nilai persen differensial
sebesar 3%
Daftar Pustaka
bakri, martawijaya, & saleh.
(2008). dasar-dasar
elektronika. makassar:
badan penerbit UNM.
dasar, t. e. (2013). penuntun
praktikum elektronika dasar
1. makassar: laboratorium
unit elektronika &
instrumentasi jurusan fisika
FMIPA UNM.