Ayo kupas tuntas kapasitor (bagian3)

Kita lanjutkan pertualangan kita dengan kapasitor

Pada bahasan sebelumnya kita telah melihat macam-macam kapasitor, sejarah kapasitor, bagaimana menghitung kapasitas sebuah kapasitor dan juga tentang bahan dielektrikanya, terus bagaimana dengan kapasitor yang dipasang seri dan paralel?. nah, yuk kita lihat.

Kapasitor Seri dan Paralel

Bila sebuah kapasitor kita hubungkan dengan sebuah sumber tegangan DC seperti pada gambar berikut ini, maka besar kapasitas kapasitor dapat dinyatakan dengan persamaan :

dengan C adalah kapasitas kapasitor, Q besar muatan yang tersimpan di dalam kapasitor dan Delta V adalah beda potensial pada kapasitor.

Bila beberapa buah kapasitor dipasang seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan, maka akan terjadi proses pembagian tegangan pada tiap kapasitor (lihat gambar berikut)

Gambar 2 kapasitor yang dipasang seri

maka besar tegangan total pada rangkaian seri kapasitor di atas adalah :

karena

maka didapat :

atau untuk biar keren bisa ditulis :

Coba tebak bagaimana kapasitas total kapasitor yang di seri, naik atau turun?. Tentu saja turun. kapasitor yang dipasang secara seri maka kapasitas totalnya akan lebih kecil dari kapasitas kapasitor yang terkecil yang ada dalam rangkaian seri kapasitor tersebut. gak percaya?, hitung saja………

Nah mudahkan untuk menurunkan rumusnya, orang tinggal turunkan saja heheheeheh :), Lanjut bagaimana kalo beberapa kapasitor kita pasang paralel?, berikut jawabannya

Sebaliknya bila beberapa kapasitor kita paralelkan, maka tegangan yang terjadi di kaki tiap-tiap kapasitor akan sama, namun muatan yang diisikan ke kapasitor akan terbagi ke masing – masing kapasitor. Lihat gambar berikut ini.

Gambar 3 beberapa kapasitor yang dirangkai secara paralel

Maka jumlah muatan yang disimpan di dalam kapasitor adalah :

karena

maka didapat:

atau lebih keren dapat ditulis :

Nah karena diparalel, maka kapasitas totalnya sudah pasti akan semakin besar. Mudahkan untuk menurunkan persamaan kapasitor seri dan paralel.

berikutnya akan dibahas beberapa eksperimen yang menarik tentang kapasitor.

Eksperimen pengisian pada kapasitor

Tujuannya adalah untuk memperlajari bagaimana proses pengisian sebuah kapasitor. Selain itu melalui eksperimen ini kita juga dapat menghitung kapasitas sebuah kapasitor yang belum kita ketahui berapa kapasitasnya.

beberapa alat dan bahan yang dibutuhkan :

1 buah kapasitor 2200 mikro Farad

1 buah resistor 30 kiloOhm

1 digital multimeter (gunakan yang digital, karena bila menggunakan yg analog anda pasti kesulitan membacanya)

1 power suplai DC 12 Volt

1 buah stopwatch

beberapa kabel penghubung.

setelah alat tersedia buat rangkaian berikut ini.

Gambar 4 rangkaian pengujian

bingung merangkainya, nah lihat gambar berikut

Gambar 6 alat – alat yang digunakan

Masih bingung juga????. pegangan biar gak bingung. hahahahahaha.

nah kalo sudah jadi ambil dech data perubahan tegangan terhadap waktu. nih aku kasih contoh datanya.

Gambar 7 data hasil pengujian

Nah loh, data sudah ada, trus bagaimana menghitung kapasitasnya?………….

berikut uraian teorinya dulu ya. (koreksi saya kalo ada salah)

Perhatikan gambar 8 berikut ini, sebuah kapasitor yang tersisi penuh muatan listrik dihubungkan dengan menggunakan sebuah resistor.

Gambar 8 kapasitor yang dihubungan dengan sumber arus DC

Maka besar tegangan yang terjadi pada resistor akan sebanding dengan arus listrik yang mengalir. Atau dapat ditulis :

Bila diketahui besar kapasitas kapasitor adalah :

Maka dengan menghubungkan 2 persamaan itu di dapat :

atau dapat dibentuk menjadi :

Penyelesaiannya adalah :

dengan membagi kedua ruas dengan C maka diperoleh :

Nah sudah dapat rumus terakhirnya. Dengan mengunakan grafik dan persamaan ini kita akan dapat menghitung nilai 1/RC dan bila harga R diketahui maka harga C juga diketahui. Untuk mempermudah perhitungan, maka bekerjalah sang komputer tercinta. dari data pengujian dapat dibuat grafik dan Fitting kurva sebagai berikut :

Gambar 9 kurva dari hasil percobaan dan fitting garis dengan persamaan eksponensial

Nilai invTau adalah 1/RC, sehingga 1/RC = 0,015005 dengan harga R = 30.000 Ohm maka di dapat kapasitas kapasitor 2222,22 mikroFarad. gak jelek-jelek amat hasilnya,……. cuma beda sedikit, kemungkinan akibat ketelitian pada saat pembacaan data eksperimen.

OK selamat mencoba dan kalo berhasil atau ada masukan silakan di comment.

Iklan