PENGUKURAN LEVEL PERMUKAAN CAIRAN DENGAN PRINSIP KAPASITANSI MENGGUNAKAN PLAT SEJAJAR

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "PENGUKURAN LEVEL PERMUKAAN CAIRAN DENGAN PRINSIP KAPASITANSI MENGGUNAKAN PLAT SEJAJAR"

Adi Hartanto
7 tahun lalu
Tontonan:

1 PENGUKURAN LEVEL PERMUKAAN CAIRAN DENGAN PRINSIP KAPASITANSI MENGGUNAKAN PLAT SEJAJAR Paolinus, Aprianus,Andreas Setiawan Fakultas Sains dan Matematika, Pendidikan Fisika Universtias Kristen Satya Wacana. ABSTRAK Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang terdiri dari dua buah plat penghantar sejajar yang disekat satu sama lain dengan suatu bahan elektrik. Tujuan dari penelitian ini adalah mencari perubahan kapasitansi kapasitor dan menghitung perubahan yang di hasilkan oleh plat sejajar dengan level permukaan yang berbeda dengan cara menggantung plat aluminium secara sejajar dengan penyangga besi. Kemudian, menghubungkan tali kabel dari kapasitansimeter dengan kedua aluminium. Selanjutnya, air dimasukkan ke dalam akuarium dengan ketinggian (level) permukaan yang berbeda-beda. Nilai kapasitansi dari hasil eksperimen seiring dengan level permukaan air adalah; tanpa air 00.4 nf, 1cm nf, 2cm 4.45µF, 3cm 8.27 µf, 4cm µf, 5cm µf, 6cm µf, 7cm µf. Kata Kunci: Kapasitor, Plat Sejajar. PENDAHULUAN Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang terdiri dari dua buah plat penghantar sejajar yang disekat satu sama lain dengan suatu bahan elektrik. Komponen ini sangat penting dalam elektronika atau listrik karena mempunyai sifat-sifat: Dapat menyimpan muatan listrik Dapat menahan arus searah Dapat melewatkan arus bolak balik Suatu kapasitor plat sejajar dengan dielektrik udara dan diberi tegangan sebesar Vs diperlihatkan pada gambar1. Banyaknya muatan yang diisikan kepada kapasitor tersebut adalah sebanding dengan tegangan yang diberikan oleh sumber. Kapasitansi dari kapasitor yang dimuati dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :..(1) Dimana : C Kapasitansi kapasitor {F} Q Muatan yang diisikan pada plat +Q dan -Q {C} V Tegangan yang diberikan (V) Tampak bahwa satuan kapasitansi adalah coulomb/volt atau {C/V} atau Farad {F}. Satu farad adalah jumlah muatan listrik sebesar satu coulomb yang disimpan di dalam elektrik {zat perantara} dengan beda potensial sebesar satu volt. Jadi kapasitansi dari suatu kapasitor adalah kemampuan dari kapasitor tersebut untuk menyimpan muatan pada plat-platnya. Kapasitansi suatu kapasitor bergantung pada : 1. Bahan dielektrik yang digunakan 2. Luas dari plat-plat 3. Jarak antara plat-plat F18-1

Gambar1: kapasitor plat sejajar Kapasitansi dari kapasitor berbanding lurus dengan luas plat dan berbanding terbalik dengan jarak antara plat-plat atau dapat tertulis dengan:.

2 Gambar1: kapasitor plat sejajar Kapasitansi dari kapasitor berbanding lurus dengan luas plat dan berbanding terbalik dengan jarak antara plat-plat atau dapat tertulis dengan:.(2) Dimana : ε permitivitas bahan ( Farad/m), A luas pelat ( m 2 ), d jarak antara pelat pelat (m). Perbandingan antara permitivitas suatu bahan (ε) dengan permitivitas ruang hampa ( ) disebut permitivitas relatif atau konstanta dielektrik yaitu dinyatakan dengan. (3) [2] BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan 1. Kapasitansi meter 2. Akuarium (panjang 30 cm, tinggi 15 cm, lebar 8 cm) 3. Tali kabel dengan penjepit buaya 4. Penyangga besi 5. Plat aluminium 2 buah (panjang 15.7cm, lebar 2cm) 6. Air 7. Skala Metode Eksperimen Pertama-tama, menyusun peralatan seperti gambar 2. Plat aluminium di gantung secara sejajar dengan penyangga besi yang menempel pada akuarium. Kemudian, menyambungkan tali kabel dari kapasitansimeter dengan kedua aluminium. Pastikan bahwa antar kedua plat aluminium tidak saling bergoyang dan jarak antara atas dan bawah sama. Selanjutnya, air dimasukkan ke dalam akuarium dengan ketinggian (level) permukaan yang berbeda-beda. Catat berapa kapasitansi yang dihasilkan pada tiap-tiap level permukaan. F18-2

3 Gambar2: Desain Alat Percobaan HASIL DAN DISKUSI Data Praktikum: 1. Plat aluminium (panjang 15,7 cm, lebar 2 cm) 2. Akuarium (panjang 30cm, lebar 8cm, tinggi 15cm) 3. Jarak antar plat 1cm Konversi 1 pf Farad 1 µf Farad 1 nf 10-9 Farad No Level air (cm) Nilai kapasitansi Nilai kapasitansi (Farad) 1 Tanpa air 00.4 nf x nf x µf x µf x µf x µf x µf x µf Perhitungan dengan teori Dimana: d jarak antara plat F18-3

4 ,, [3] Analisis data praktikum berdasarkan teori Percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3 Percobaan 4 Percobaan 5 Percobaan 6 Percobaan 7 F18-4

5 Percobaan 8 Perbandingan Hasil Empiris dan Eeori Percobaan Level permukaan air Kapasitansi (nf) Kapasitansi (Farad) (cm) 1 Tanpa air 0.27 x x x x x x x x x x x x x x x x 10-5 Tabel 1: Perhitungan berdasarkan teori No Level air (cm) Nilai kapasitansi (Farad) 1 Tanpa air x x x x x x x x 10-5 Tabel 2: Data hasil praktikum Nilai Kapasitansi berdasarkan Nilai kapasitansi Selisih perhitungan teori (Farad) eksperimen (Farad) x x x 10-5 Farad x x x 10-5 Farad x x x 10-5 Farad x x x 10-5 Farad x x x 10-5 Farad x x x 10-5 Farad x x x 10-5 Farad x x x 10-5 Farad Tabel 3:Perbandingan antara teori dan data hasil praktikum Berdasarkan teori, apabila semakin tinggi level permukaan air yang di berikan maka kapasitansi yang di hasilkan juga semakin besar. F18-5

6 Mengacu pada eksperimen tersebut, nilai kapasitansi yang dihasilkan sesuai dengan teori yaitu bertambah terus menerus seiring dengan tingginya level permukaan air yang di berikan. Tetapi yang menjadi permasalahan adalah selisih antara nilai kapasitansi eksperimen dengan dengan perhitungan menggunakan teori sangat besar. Hal ini bisa dilihat dari tabel di atas, pada percobaan ke 7 dan 8 menunjukkan hasil yang mencapai 1.94 x 10-5 Farad dan 1.99 x 10-5 Farad atau kedua data tersebut mendekati 2 x 10-5 Farad. Di dalam percobaan, hal hal yang menjadi kendala dan penyebab besarnya selisih yang di hasilkan antara eksperimen dengan teori yaitu; 1. Alat kapasitansimeter yang di gunakan dalam percobaan tidak berfungsi dengan baik (error). 2. Pada saat menuangkan air ke akuarium, terkadang posisi kedua plat aluminium bergeser sehingga nilai kapasitansi yang di harapkan tidak maksimal. 3. Jarak antara kedua plat terkadang tidak sama, antara atas dan bawah sehingga ini juga mempengaruhi nilai kapasitansi yang di hasilkan. 4. Resistansi air. KESIMPULAN Dari eksperimen yang telah di lakukan dapat di simpulkan bahwa, kapasitansi yang dihasilkan pada plat sejajar berubah membesar seiring dengan pertambahan air (tinggi level permukaan air). UCAPAN TERIMA KASIH Pertama-tama kami sebagai penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada pihak yang telah membantu. 1. Pak. Andre yang sebagai pemberi ide (gagasan) sekaligus membantu memecahkan masalah dalam perhitungan matematis. Terima kasih atas solusinya pak. 2. Mas Sigit dan mas Tri, yang selalu mendukung dalam pengadaan berbagai alat yang kami perlukan. 3. Buat teman-teman (Nuridawati lacing, Rico) yang bersedia meminjamkan handponenya untuk mengambil gambar praktikum kami. Terimakasih buat kerjasamanya. 4. DAFTAR PUSTAKA [1] Kebijakan Penanggulangan Banjir di Indonesia. Deputi Bidang Sarana dan Prasarana, Direktorat Pengairan dan Irigasi. [2] BISMAN P,M.ENG.SC Rancangan Kapasitansi Meter Digital. Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. [3] tranducer_plat%20sejajar/new%20folder/konstanta_dielektrik.htm LAMPIRAN Foto Praktikum F18-6

7 F18-7

5 6 7 8 Keterangan gambar: 1 : Gambar praktikum dengan tinggi air 0 cm 2 : Gambar praktikum dengan tinggi air 1 cm 3 : Gambar praktikum dengan tinggi air 2 cm 6 : Gambar praktikum dengan

8 Keterangan gambar: 1 : Gambar praktikum dengan tinggi air 0 cm 2 : Gambar praktikum dengan tinggi air 1 cm 3 : Gambar praktikum dengan tinggi air 2 cm 6 : Gambar praktikum dengan tinggi air 5 cm 7 : Gambar praktikum dengan tinggi air 6 cm 8 : Gambar praktikum dengan tinggi air 7 cm 4 : Gambar praktikum dengan tinggi air 3 cm 5 : Gambar praktikum dengan tinggi air 4 cm F18-8

dokumen-dokumen yang mirip

Materi ajar. Kapasitor

Materi ajar. Kapasitor Materi ajar Kapasitor A. Kapasitor 1. Pengertian kapasitor Kapasitor atau sering juga disebut kondensator adalah alat (komponen) yang dibuat sedemikian sehingga mampu menyimpan muatan listrik. Sebuah kapasitor