ARUS TRANSIEN

ARUS TRANSIEN Muh. Zulkifli Agustina Lolo, Masitah Osman, Nuur Annisa Fisika 2013 Abstrak. Arus transien merupakan arus yang bersifat sementara. Karena arus ini mengecil terhadap waktu, sehingga arus transien hanya timbul sesaat atau bukan konstan. Pada saat pengisian, kapasitor akan menyimpan tegangan hingga besar tegangannya setara dengan besar sumber tegangan. Sedangkan pada saat pengosongan, kapasitor bertindak sebagai sumber tegangan sementara. Kuat arus yang dikeluarkan akan diubah oleh resistor menjadi panas hingga muatan pada kapasitor habis. Adapun tujuan dari percobaan yaitu memplot kurva arus dan tegangan terhadap waktu pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor; menginterpretasi grafik pengisian dan pengosongan muatan kapasitor; dan menentukan tetapan waktu kapasitif dan kapasitansi kapasitor berdasarkan kurva arus dan tegangan terhadap waktu. Pada percobaan kita mencatat besar tegangan dan arus pada saat pengisian dan pengosongan kapasitor tiap selang waktu 10 detik. Berdasarkan pada kurva arus dan tegangan terhadap waktu diperoleh tetapan waktu kapasitif yang berbeda-beda, yaitu: 197,62 sekon ; 181,15 sekon ; 217,39 sekon ; 173,91 sekon. Kata kunci: Arus Transien, tetapan waktu kapasitif. 1. Metode Dasar Dalam setiap kajian rangkaian RC, fenomena transien dalam bermuatan dan saklar dihubungkan ke proses posisi S1 pada saat t = 0, maka pengisian dan pengosongan muatan perbedaan potensial V akan timbul di kapasitor menjadi topik utama. ujung-ujung meningkat kapasitor sebagai C yang fungsi waktu menurut : V Vf 1  et RC  (1.1) dan arus dalam rangkaian akan menurun Gambar 1.1. Skema Pengisian dan Pengosongan Muatan Kapasitor. I  Vf R et RC secara eksponensial menurut : (1.2) Gambar 1.1 menunjukkan skema dasar pengisian dan pengosongan muatan kapasitor dari sebuah rangkaian di mana Vf adalah potensial konstan sumber. Jika setelah waktu yang cukup untuk V mencapai Vf, waktu direset ke RC. t = 0 dan saklar dihubungkan ke posisi Jika kapasitor pada Gambar 2.1 di atas awalnya diasumsikan tidak S2, maka potensial di ujung-ujung kapasitor akan menurun terhadap waktu c. Tegangan adalah energi yang di butuhkan untuk memindahkan satu menurut : V Vf  et RC  muatan listrik sebesar 1 coulomb dari sebuah kutub (1.3) ke kutub yang lainnya yang bebrbeda potensial, Dalam kasus ini, potensial kapasitor dengan kata lain perbedaan beda menurun secara eksponensial seperti potensial listrik antara dua titik halnya dengan arus dalam rangkaian. dalam rangkaian listrik dihitung Catatan bahwa pada saat t = RC, untuk kedua proses penurunan peningkatan secara dan menggunakan voltmeter. d. Resistor merupakan hambatan yang eksponensial, tegangan akan berubah sebesar 63% mengubah muatan menjadi panas. e. Kapasitansi dari tegangan maksimum (1/e = 0,37). adalah penyimpan muatan listrik. Pada waktu tersebut, RC, disebut sebagai konstanta waktu kapasitif yang disimbolkan dengan  . 3. Alat dan Bahan a. Komutator (double Trew Switch), 1 buah (Tim Elektronika Dasar, 2013) b. Elco (Kapasitor Elektrolit), 1 buah 1. Identifikasi Variabel c. Resistor, 1 buah a. Variabel manipulasi : Waktu (t, s) d. Stopwatch atau Scaler Counter, 1 b. Variabel respon : Kuat arus (I, A) dan Tegangan (V, volt) c. Variabel kontrol : Resistor (R, Ω) dan Kapasitor (C, µF) a. Waktu adalah besaran fisika yang menujukkan lamanya suatu peristiwa berlangsung dihitung menggunakan stopwatch. adalah f. Voltmeter 0 – 50 Vdc, 1 buah h. Kabel Penghubung. 4. Prinsip Kerja a. Memperhatikan power supply. Memilih keluaran DC yang variabel atau tegangan dapat diubah dengan banyaknya muatan listrik yang di sebabakan oleh pergerakan e. Power Supply 0 – 12 Vdc, 1 buah g. Amperemeter 0 – 1 Adc, 1 buah 2. Definisi Operasional Variabel b. Arus buah elektron - elektron mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit tiap satuan waktu dihitung menggunakan ammeter. bebas. b. Memperhatikan voltmeter dan ammeter yang akan digunakan, mengatur agar dapat mengukur tegangan hingga Memperhatikan pula 12 volt. polaritas voltmeter dan ammeter jangan tegangan dan arus yang terbaca setiap rentang waktu 10 detik. sampai terbalik. Mencatat hambatan dalamnya (jika ada). 5. Data/Analisis Data c. Menyusun alat seperti pada gambar berikut Menutup tetapi saklar tanpa kapasitor. dan mengatur a. Tabel Pengamatan tegangan masukan hingga voltmeter R = 56 kΩ C = 4700 µF Vs = 12 volt menunjukkan 12 volt. Membuka kembali saklar setelah mengatur Kegiatan 1 tegangan masukannya. Tabel 1.1 : Pengisian Muatan Kapasitor A K R B 1 0 + No. C V _ d. Mengosongkan muatan kapasitor dengan cara menghubung singkat kedua kaki kapasitor selama beberapa detik. e. Memasang kapasitor pada tempatnya sesuai dengan polaritasnya. f. Menutup saklar K (komutator) ke posisi A serentak dengan menekan tombol stopwatch dan mencatat tegangan dan arus yang terbaca tepat pada saat t = 0, melanjutkan pengukuran untuk setiap selang waktu 10 detik. g. mengarahkan komutator ke posisi B untuk melakukan proses pengosongan kapasitor dan mencatat 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Pengisian Muatan Kapasitor Vc I t (s) Log I (Volt) (mA) 0 0,00 0,21 -0.67778071 10 0,56 0,19 -0.7212464 20 1,07 0,18 -0.74472749 30 1,57 0,17 -0.76955108 40 2,06 0,16 -0.79588002 50 2,53 0,15 -0.82390874 60 2,96 0,15 -0.82390874 70 3,36 0,14 -0.85387196 80 3,74 0,13 -0.88605665 90 4,15 0,13 -0.88605665 100 4,48 0,12 -0.92081875 110 4,73 0,11 -0.95860731 120 4,89 0,11 -0.95860731 130 5,03 0,10 -1 140 5,26 0,10 -1 150 5,50 0,09 -1.04575749 160 5,72 0,09 -1.04575749 170 6,40 0,09 -1.04575749 180 6,45 0,08 -1.09691001 190 6,66 0,08 -1.09691001 200 6,86 0,07 -1.15490196 210 7,16 0,07 -1.15490196 220 7,30 0,07 -1.15490196 230 7,55 0,06 -1.22184875 240 7,74 0,06 -1.22184875 250 7,79 0,06 -1.22184875 260 7,95 0,05 -1.30103 270 8,08 0,05 -1.30103 280 8,31 0,05 -1.30103 No. 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 Pengisian Muatan Kapasitor Vc I t (s) Log I (Volt) (mA) 290 8,49 0,05 -1.30103 300 8,69 0,04 -1.39794001 310 8,97 0,04 -1.39794001 320 9,12 0,04 -1.39794001 330 9,21 0,04 -1.39794001 340 9,31 0,04 -1.39794001 350 9,43 0,03 -1.52287875 360 9,55 0,03 -1.52287875 370 9,64 0,03 -1.52287875 380 9,72 0,03 -1.52287875 390 9,78 0,03 -1.52287875 400 9,86 0,03 -1.52287875 410 9,90 0,02 -1.69897 420 10,02 0,02 -1.69897 430 10,07 0,02 -1.69897 440 10,17 0,02 -1.69897 450 10,20 0,02 -1.69897 460 10,31 0,02 -1.69897 470 10,37 0,02 -1.69897 480 10,43 0,02 -1.69897 490 10,48 0,02 -1.69897 500 10,53 0,02 -1.69897 510 10,59 0,01 -2 520 10,63 0,01 -2 530 10,68 0,01 -2 540 10,72 0,01 -2 550 10,76 0,01 -2 560 10,80 0,01 -2 570 10,84 0,01 -2 580 10,88 0,01 -2 590 10,91 0,01 -2 600 10,94 0,01 -2 610 10,98 0,01 -2 620 11,01 0,01 -2 630 11,06 0,01 -2 640 11,09 0,01 -2 650 11,12 0,01 -2 660 11,14 0,01 -2 670 11,17 0,00 Tabel 1.2 : Pengosongan Muatan Kapasitor No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Pengosongan Muatan Kapasitor Vc I Log I t (s) (Volt) (mA) 0 11,14 0,20 -0.69897 10 10,60 0,19 -0.72125 20 10,10 0,18 -0.74473 30 9,60 0,17 -0.76955 40 9,15 0,16 -0.79588 50 8,71 0,15 -0.82391 60 8,30 0,14 -0.85387 70 7,90 0,14 -0.85387 80 7,55 0,13 -0.88606 90 7,19 0,12 -0.92082 100 6,84 0,12 -0.92082 110 6,54 0,11 -0.95861 120 6,20 0,11 -0.95861 130 5,94 0,10 -1 140 5,55 0,10 -1 150 5,37 0,09 -1.04576 160 5,13 0,09 -1.04576 170 4,90 0,08 -1.09691 180 4,63 0,07 -1.1549 190 4,45 0,07 -1.1549 200 4,25 0,07 -1.1549 210 4,04 0,07 -1.1549 220 3,86 0,06 -1.22185 230 3,65 0,06 -1.22185 240 3,51 0,06 -1.22185 250 3,35 0,05 -1.30103 260 3,18 0,05 -1.30103 270 3,04 0,05 -1.30103 280 2,90 0,04 -1.39794 290 2,76 0,04 -1.39794 300 2,63 0,04 -1.39794 310 2,51 0,04 -1.39794 320 2,39 0,04 -1.39794 330 2,29 0,03 -1.52288 340 2,19 0,03 -1.52288 350 2,08 0,03 -1.52288 360 1,99 0,03 -1.52288 370 1,53 0,03 -1.52288 380 1,44 0,03 -1.52288 390 1,37 0,02 -1.69897 400 1,31 0,02 -1.69897 No. 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 Pengosongan Muatan Kapasitor Vc I Log I t (s) (Volt) (mA) 410 1,28 0,02 -1.69897 420 1,23 0,02 -1.69897 430 1,43 0,02 -1.69897 440 1,37 0,02 -1.69897 450 1,31 0,02 -1.69897 460 1,24 0,01 -2 470 1,15 0,01 -2 480 1,13 0,01 -2 490 1,09 0,01 -2 500 1,04 0,01 -2 510 0,99 0,01 -2 520 0,94 0,01 -2 530 0,90 0,01 -2 540 0,86 0,01 -2 550 0,82 0,01 -2 560 0,79 0,01 -2 570 0,75 0,01 -2 580 0,72 0,01 -2 590 0,69 0,01 -2 600 0,66 0,01 -2 610 0,63 0,00 620 0,60 630 0,58 640 0,54 650 0,52 660 0,50 670 0,48 680 0,46 690 0,44 700 0,42 710 0,40 720 0,38 730 0,37 740 0,35 750 0,34 760 0,33 770 0,31 780 0,30 790 0,29 800 0,27 810 0,26 820 0,25 No. 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 Pengosongan Muatan Kapasitor Vc I Log I t (s) (Volt) (mA) 830 0,24 840 0,23 850 0,22 860 0,21 870 0,20 880 0,19 890 0,18 900 0,17 910 0,16 920 0,15 930 0,14 940 0,13 950 0,12 960 0,12 970 0,12 980 0,11 990 0,11 1000 0,11 1100 0,10 1110 0,10 1120 0,09 1130 0,09 1140 0,09 1150 0,09 1160 0,09 1170 0,09 1180 0,09 1190 0,09 1200 0,09 1210 0,08 1220 0,08 1230 0,08 1240 0,07 1250 0,07 1260 0,07 1270 0,07 1280 0,06 1290 0,06 1300 0,06 1310 0,06 1320 0,05 1330 0,05 No. 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 Pengosongan Muatan Kapasitor Vc I Log I t (s) (Volt) (mA) 1340 0,05 1350 0,05 1360 0,05 1370 0,05 1380 0,04 1390 0,04 1400 0,04 1410 0,04 1420 0,04 1430 0,03 1440 0,03 1450 0,03 1460 0,03 Kegiatan 2 Tabel 2.1 : Pengisian Muatan Kapasitor Pengisian Muatan Kapasitor No. t(s) Vc(volt) I(mA) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 0.00 0.56 1.05 1.53 2.02 2.50 2.93 3.35 3.37 4.10 4.45 4.78 5.10 5.40 5.69 5.97 6.22 6.48 6.71 6.94 7.15 0.21 0.20 0.19 0.18 0.17 0.16 0.15 0.15 0.14 0.13 0.12 0.12 0.11 0.11 0.10 0.10 0.09 0.09 0.09 0.08 0.07 Log I -0.67778 -0.69897 -0.72125 -0.74473 -0.76955 -0.79588 -0.82391 -0.82391 -0.85387 -0.88606 -0.92082 -0.92082 -0.95861 -0.95861 -1 -1 -1.04576 -1.04576 -1.04576 -1.09691 -1.1549 Pengisian Muatan Kapasitor No. t(s) Vc(volt) I(mA) 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 7.37 7.56 7.75 7.91 8.09 8.25 8.40 8.55 8.68 8.82 8.94 9.06 9.18 9.29 9.39 9.49 9.58 9.67 9.76 9.83 9.91 9.99 10.06 10.12 10.19 10.26 .10.31 10.37 10.42 10.48 10.53 10.57 10.60 10.62 10.66 10.69 10.72 10.76 10.79 10.82 10.85 10.88 0.07 0.07 0.07 0.06 0.06 0.06 0.05 0.05 0.05 0.05 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 Log I -1.1549 -1.1549 -1.1549 -1.22185 -1.22185 -1.22185 -1.30103 -1.30103 -1.30103 -1.30103 -1.39794 -1.39794 -1.39794 -1.39794 -1.39794 -1.52288 -1.52288 -1.52288 -1.52288 -1.52288 -1.52288 -1.52288 -1.52288 -1.69897 -1.69897 -1.69897 -1.69897 -1.69897 -1.69897 -1.69897 -1.69897 -1.69897 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 Pengisian Muatan Kapasitor No. t(s) Vc(volt) I(mA) 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 760 770 10.90 10.93 10.95 10.98 11.00 11.03 11.06 11.08 11.11 11.13 11.15 11.17 11.20 11.22 11.24 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 Log I -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 Tabel 2.2 : Pengosongan Muatan Kapasitor Pengosongan Muatan Kapasitor No. t(s) Vc(volt) I(mA) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 11.21 10.71 10.19 9.65 9.23 8.79 8.32 7.98 7.61 7.22 6.90 6.60 6.29 5.98 5.70 5.42 5.16 4.94 4.70 4.47 4.27 4.09 0.19 0.19 0.18 0.17 0.16 0.15 0.15 0.14 0.13 0.12 0.12 0.11 0.10 0.10 0.09 0.09 0.08 0.08 0.07 0.07 0.07 0.06 Log I -0.72125 -0.72125 -0.74473 -0.76955 -0.79588 -0.82391 -0.82391 -0.85387 -0.88606 -0.92082 -0.92082 -0.95861 -1 -1 -1.04576 -1.04576 -1.09691 -1.09691 -1.1549 -1.1549 -1.1549 -1.22185 Pengosongan Muatan Kapasitor No. t(s) Vc(volt) I(mA) 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 3.87 3.70 3.53 3.37 3.22 3.07 2.92 2.78 2.66 2.54 2.42 2.31 2.20 2.10 2.00 1.91 1.82 1.74 1.66 1.58 1.51 1.44 1.38 1.31 1.25 1.20 1.14 1.09 1.04 1.00 0.95 0.91 0.87 0.83 0.79 0.76 0.72 0.69 0.66 0.63 0.60 0.58 0.06 0.06 0.05 0.05 0.05 0.05 0.04 0.04 0.04 0.04 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 Log I -1.22185 -1.22185 -1.30103 -1.30103 -1.30103 -1.30103 -1.39794 -1.39794 -1.39794 -1.39794 -1.52288 -1.52288 -1.52288 -1.52288 -1.52288 -1.52288 -1.69897 -1.69897 -1.69897 -1.69897 -1.69897 -1.69897 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 Pengosongan Muatan Kapasitor No. t(s) Vc(volt) I(mA) 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 1010 1020 1030 1040 1050 0.55 0.53 0.50 0.48 0.46 0.44 0.42 0.40 0.39 0.37 0.35 0.34 0.33 0.31 0.30 0.29 0.27 0.26 0.25 0.24 0.23 0.22 0.21 0.20 0.19 0.19 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.13 0.13 0.12 0.12 0.12 0.12 0.11 0.11 0.11 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Log I Pengosongan Muatan Kapasitor No. t(s) Vc(volt) I(mA) 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 1060 1070 1080 1090 1100 1110 1120 1130 1140 1150 1160 1170 1180 1190 1200 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 1320 1330 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 1430 1440 1450 1460 1470 0.10 0.10 0.09 0.09 0.09 0.08 0.08 0.08 0.07 0.07 0.07 0.07 0.06 0.06 0.06 0.06 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Log I b. Analisis Data R = 56 kΩ C = 4700.10-6 F t = RC = 56000 (4700.10-6) = 263,2 s c. Analisis Grafik Kegiatan 1 V (volt) 1. Pengisian Muatan Kapasitor 12 11.5 11 10.5 10 9.5 9 8.5 8 7.5 7 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 (230, 7.5) 0 50 100 150 200 250 300 350 t (sekon) (Gambar 1.1) Grafik hubungan tegangan terhadap waktu 400 450 500 550 600 650 700 I (mA) 0.23 0.22 0.21 0.20 0.19 0.18 0.17 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00 (220, 0.07) 0 50 100 150 200 250 300 350 t (sekon) (Gambar 1.2) Grafik hubugan kuat arus terhadap waktu 400 450 500 550 600 650 700 Hubungan Log I Terhadap Waktu Log I 0 50 100 150 200 250 0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1 -1.1 -1.2 -1.3 -1.4 -1.5 -1.6 -1.7 -1.8 -1.9 -2 -2.1 -2.2 -2.3 (Gambar 1.3) 300 350 400 450 y = -0.0022x - 0.7064 R² = 0.9813 Waktu (t) Grafik hubungan Log I terhadap waktu 500 550 600 650 700 V (volt) 2. Pengosongan Muatan Kapasitor 12 11.5 11 10.5 10 9.5 9 8.5 8 7.5 7 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 (200, 4.4) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 t (sekon) (Gambar 2.1) Grafik hubungan tegangan terhadap waktu 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 I (mA) 0.21 0.2 0.19 0.18 0.17 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 (210, 0.07) 0 50 100 150 200 250 300 350 t (sekon) (Gambar 2.2) Grafik hubungan kuat arus terhadap waktu 400 450 500 550 600 650 Hubungan Log I Terhadap Waktu Log I 0 50 100 150 200 250 0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1 -1.1 -1.2 -1.3 -1.4 -1.5 -1.6 -1.7 -1.8 -1.9 -2 -2.1 -2.2 -2.3 (Gambar 2.3) 300 350 400 450 500 550 y = -0.0024x - 0.6883 R² = 0.9801 Waktu (t) Grafik hubungan Log I terhadap waktu 600 650 Kegiatan 2 V (volt) 1. Pengisian Muatan Kapasitor 12 11.5 11 10.5 10 9.5 9 8.5 8 7.5 7 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 (230, 7.5) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 t (sekon) (Gambar 1.1) Grafik hubungan tegangan terhadap waktu 450 500 550 600 650 700 750 800 I (mA) 0.23 0.22 0.21 0.2 0.19 0.18 0.17 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 (230, 0.07) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 t (sekon) (Gambar 1.2) Grafik hubungan kuat arus terhadap waktu 450 500 550 600 650 700 750 800 Hubungan Log I Terhadap Waktu Log I 0 50 100 150 200 250 300 0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1 -1.1 -1.2 -1.3 -1.4 -1.5 -1.6 -1.7 -1.8 -1.9 -2 -2.1 -2.2 -2.3 -2.4 (Gambar 1.3) 350 400 450 500 550 600 650 700 750 y = -0.002x - 0.7355 R² = 0.9652 Waktu (t) Grafik hubungan Log I terhadap waktu 800 V (volt) 2. Pengosongan Muatan Kapasitor 12 11.5 11 10.5 10 9.5 9 8.5 8 7.5 7 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 (200, 4.4) 0 100 200 300 400 500 600 t (sekon) (Gambar 2.1) Grafik hubungan tegangan dengan waktu 700 800 900 1000 1100 1200 I (mA) 0.2 0.19 0.18 0.17 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 (200, 0.7) 0 50 100 150 200 250 300 350 t (sekon) (Gambar 2.2) Grafik hubungan kuat arus terhadap waktu 400 450 500 550 600 650 Hubungan Log I Terhadap Waktu Log I 0 50 100 150 200 250 0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1 -1.1 -1.2 -1.3 -1.4 -1.5 -1.6 -1.7 -1.8 -1.9 -2 -2.1 -2.2 -2.3 (Gambar 2.3) 300 350 400 450 500 550 y = -0.0025x - 0.6905 R² = 0.9766 Waktu (t) Grafik hubungan Log I terhadap waktu 600 650 Analisis Teori c. RC jika diketahui Log I Kegiatan 1 1. Pengisian Muatan Kapasitor a. Tegangan pada saat t=RC %diff = | V(t=RC) = 0,63 Vs |x100% =| = 0,63 (12) |x100% = 28,4% = 7,56 volt b. Kuat arus pada saat t=RC I(t=RC) 2. Pengosongan Muatan Kapasitor = 0,37 I a. Tegangan pada saat t=RC = 0,37 V(t=RC) = 0,63 Vs = 0,37 = 0,37 (12) = 0,07 mA c. RC jika diketahui Log I = 4,44 volt =RC b. Kuat arus pada saat t=RC =- I(t=RC) = 197,62 s = 0,37 Menghitung %diff a. Waktu berdasarkan kurva tegangan %diff = | =| = 13% |x100% |x100% b. Waktu berdasarkan kurva arus %diff = | =| = 17% = 0,37 I |x100% |x100% = 0,37 = 0,07 mA c. RC jika diketahui Log I =RC == 181,15 s Menghitung %diff a. Waktu berdasarkan kurva tegangan %diff = | =| = 27% |x100% |x100% b. Waktu berdasarkan kurva arus %diff = | =| |x100% |x100% = 22% %diff = | |x100% =| |x100% = 13% 2. Pengosongan Muatan Kapasitor a. Tegangan pada saat t=RC Kegiatan 2 V(t=RC) = 0,63 Vs 1. Pengisian Muatan Kapasitor = 0,37 (12) a. Tegangan pada saat t=RC V(t=RC) = 0,63 Vs = 4,44 volt = 0,63 (12) b. Kuat arus pada saat t=RC = 7,56 volt b. Kuat arus pada saat t=RC I(t=RC) I(t=RC) = 0,37 I = 0,37 I = 0,37 = 0,37 = 0,37 = 0,37 = 0,07 mA = 0,07 mA c. RC jika diketahui Log I c. RC jika diketahui Log I =- =- RC RC =- =- = 217,39 s = 173,91 s Menghitung %diff Menghitung %diff a. Waktu berdasarkan kurva tegangan %diff = | =| = 13% |x100% |x100% b. Waktu berdasarkan kurva arus a. Waktu berdasarkan kurva tegangan %diff = | =| = 27% |x100% |x100% b. Waktu berdasarkan kurva arus %diff = | lambat. Adapun arus yang di ukur pada |x100% =| saat t=0 yaitu 0,21. Semakin besar tegangan yang di gunakan maka arus akan semakin kecil. Pada pengosongan |x100% = 27% muatan kapasitor, waktu yang digunakan lebih banyak di banding pada pengisian. 6. Pembahasan Hal ini karena kita Dalam percobaan ini kita akan menunggu sampai besar tegangan itu melakukan percobaan arus transien. Di konstan. Pada pengosongan ini kita mana arus transien ialah arus yang memindahkan sklar dari kanan ke kiri. hanya timbul sesaat atau arus yang tidak Adapun pada kegiatan kedua konstan. Dalam percobaan ini kita dilakukan percobaan yang sama. Pada melakukan dua kegiatan yaitu pengisian saat pengisian kapasitor memerlukan dan pengosongan muatan kapasitor waktu yang agak lama sampai arus sebanyak menunjukkan nilai 0, yaitu selama 770 dua kali. Percobaan ini sekon. Dan adapun pada penunjukan menggunakan hukum kirchhoff. Pada kegiatan pertama, kita tegangan, menunjukkan nilai 11,24 volt. melakukan pengisian dan pengosongan Pada muatan di mana pada pengisian muatan memerlukan waktu 1470 sekon hingga kapasitor lebih membutuhkan banyak muatan pada kapasitor itu konstan. waktu karena kenaikan tegangan yang saat pengosongan kapasitor 7. Kesimpulan semakin lama maka semakin lambat Arus transien merupakan arus yang karena muatan yang sudah berada hanya timbul sesaat atau bukan konstan. dalam Pada kapasitor akan melawan pengisian muatan kapasitor, pertambahan muatan itu. Perlawanan ini semakin banyak waktu yang di gunakan semakin lama semakin kuat sesuai maka dengan bertambah besarnya jumlah semakin besar. Akan tetapi arusnya muatan pada kapasitor. Ada pun nilai semakin penunjukkan pada kapasitor yaitu t= 0- pengosongan 670 s. Dan pada pengukuran tegangan tegangan dan arus berbanding lurus arus kita dapat melihat berapa tegangan karena semakin kecil tegangan yang di yang di gunakan pada t= 0-670. Adapun gunakan maka semakin kecil pula arus tegangannya yang di pakai. yaitu 0-11,17 volt. tegangan kecil. yang digunakan Sedangkan muatan pada kapasitor, Semakin lama waktu yang digunakan, Berdasarkan pada kurva arus dan maka peningkatan tegangan semakin tegangan terhadap waktu diperoleh tetapan waktu kapasitif yang berbedabeda, yaitu: 197,62 sekon ; 181,15 sekon ; 217,39 sekon ; 173,91 sekon. 8. Daftar Pustaka Tim Elektronika Dasar. 2013. Penuntun Praktikum Elektronika Makassar: Laboratorium Dasar. Unit Elektronika & Instrumentasi jurusan Fisika FMIPA UNM.