Kumpulan_Tugas_Sekolah_Agung: PENGUKURAN KAPASITOR PELAT SEJAJAR DAN PERMITIVITAS RELATIF

PRAKTIKUM PENGUKURAN LISTRIK

PERCOBAAN KE II

PENGUKURAN KAPASITOR PELAT SEJAJAR DAN PERMITIVITAS RELATIF

Dosen : Mochammad Machmud Rifadil,ST.MT.

Asisten Dosen : Hariyono Amd

Nama : Mohammad Agung Dirmawan

Kelas : 1 D4 Elektro Industri A

NRP : 1310161024

Departemen Teknik Elektro

Program Studi Teknik Elektro Industri

2016

DOWNLOAD FILE LENGKAP DISINI

I. TUJUAN

Mempelajari hubungan antara nilai kapasitansi dari kapasitor pelat sejajar dengan variasi isi ruangan diantara kedua pelat. Dengan mengosongkan ruangan diantara kedua pelat (ruang diantara kedua pelat berisi udara) sebagai acuan, dapat ditentuan nilai permittivitas relative dari bahan dielektrik pengisi ruangan diantara ke dua pelat.

II. TEORI

Kapasitor pelat sejajar mempunyai dua buah pelat konduktor dengan luas A (m²), yang dipisahkan sejauh d(m). Apabila ruangan diantara kedua pelat tersebut adalah bahan dielektrik dengan permittivitas relative, . Maka nilai kapasitansi dari apasitor tersebut adalah:

) ( (2.1)

Apabila luas permukaan pelat konduktor yang berhadapan (A) bertambah besar, maka nilai kapasitansinya juga akan bertambah besar, karena nilai kapasitansi berbanding lurus dengan luas permukaan pelat konduktor.

Kapasitansi C (

Luaspelat, A (m²)

Kapasitansi C(

Sebaliknya, jika jarak antar pelat konduktor bertambah besar, maka nilai kapasitansinya akan mengecil karena nilai kapasitansi berbanding terbalik dengan luas permukaan pelat konduktor.

Jarakantarpelat, d (m)

Udara mempunyai nilai permittivitas relative = 1,0006, sedangkan nilai permittivitas relative dari beberapa bahan dielektrik diperlihatkan pada tabel.

Bahan Dielektrik	Permittivitas Relative ( )
Mika	6 - 8
KaretAlam	2,7 - 4
Ebonit	2,7 - 2,9
Kertas	2 - 2,5
Parafin	1,9 - 2,4
Air	80
Amonia	21 - 23

Bahan Dielektrik	Permittivitas Relative ( )
Udara	1,0006
Oksigen	1,0005
Keramik	5 - 7
Gelas/Kaca	3,5 - 9
Polyethylene	2,2 - 2,4
Polystyrene	2,5 - 2,7
Vinyl Chlorida	2,3 - 3,1

III. PERALATAN YANG DIPAKAI

1. Capacity meter (SHIMADZU, PPC3, 361-48344 CM-3) 1

2. Kapasitor pelat sejajar (SHIMADZU, PPC3, 361-48346) 1

3. Pelat kaca (2mm) 1

4. Pelat vinyl chloride (2mm dan 1mm) 1

5. Kabel penghubung 2

IV. GAMBAR RANGKAIAN PERCOBAAN

V. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN

1. Siapkan alat

2. Hitung nilai %error J dengan rumus

VI. DATA HASIL PERCOBAAN

A. TABEL 1 DATA HASIL PENGUKURAN KAPASITANSI SEBAGAI LUAS PLAT YANG BERHADAPAN

BAHAN DIELEKTRIK RUANG ANTAR PLAT	LUAS PERMUAKAAN PLAT YANG BERHADAPAN (m²)	HASIL PERHITUNGAN KAPSITANSI, C (μF)	HASIL PENGUKURAN KAPASITANSI, C (μF)	RANGE
UDARA	0,09	0,0003987	0,0014	0,01
	0,075	0,0003325	0,00052	0,001
	0,06	0,0002658	0,00046	0,001
	0,045	0,000199335	0,00042	0,001
	0,03	0,0001329	0,00036	0,001
	0,015	0,0006645	0,00022	0,001
	0,003	0,0001329	0,00006	0,001
KACA	0,09	0,00045	0,0016	0,01
	0,075	0,00076	0,0012	0,01
	0,06	0,00046	0,0008	0,01
	0,045	0,00028	0,0006	0,01
	0,03	0,00014	0,0004	0,01
	0,015	0,00006	0,0002	0,01
	0,003	0,0000022	0,00001	0,001
VINYL CHLORIDA	0,09	0,000273	0,00096	0,01
	0,075	0,00053	0,00084	0,001
	0,06	0,00039	0,00068	0,001
	0,045	0,000237	0,0005	0,001
	0,03	0,000132	0,00036	0,001
	0,015	0,00006	0,0002	0,001
	0,003	0,00001772	0,00008	0,001

B. TABEL 2 DATA HASIL PENGUKURAN KAPASITANSI SEBAGAI FUNGSI JARAK ANTAR PLAT

JARAK ANTAR PLAT d (mm)	HASIL PERHITUNGAN KAPASITANSI, C (μF)	HASIL PENGUKURAN KAPASITANSI, C (μF)	RANGE
JARAK ANTAR PLAT d (mm)	HASIL PERHITUNGAN KAPASITANSI, C (μF)	HASIL PENGUKURAN KAPASITANSI, C (μF)	RANGE
1	0,0007974	0,0014	0,01
2	0,0003987	0,00084	0,001
3	0,0002658	0,00042	0,001
4	0,00019935	0,0003	0,001

C. TABEL 3 DATA HASIL PENGUKURAN PERMITIVITAS RELATIF (Ɛr) BAHAN DIELEKTRIK

BAHAN DIELEKTRIK RUANG ANTAR PLAT	HASIL PENGUKURAN KAPASITANSI, C (μF)	PERMITIVITAS RELATIF (Ɛr)
BAHAN DIELEKTRIK RUANG ANTAR PLAT	HASIL PENGUKURAN KAPASITANSI, C (μF)	PERMITIVITAS RELATIF (Ɛr)
UDARA	0,00068	1
KACA	0,0012	1,7647
VINYL CHLORIDA	0,0009	1,3235

D. PERHITUNGAN DATA HASIL PENGUKURAN KAPASITANSI SEBAGAI LUAS PLAT YANG BERHADAPAN

1. UDARA (Ɛr pengukuran=1)è

2. KACA (

3. VINYL CHLORIDA (

E. PERHITUNGAN DATA HASIL PENGUKURAN KAPASITANSI SEBAGAI FUNGSI JARAK ANTAR PLAT

Ɛr pengukuran udara = 1

Ø d=1 mmè

Ø d=2mmè

Ø d=3mmè

Ø d=4mmè

F. PERHITUNGAN DATA HASIL PENGUKURAN PERMITIVITAS RELATIF (Ɛr) BAHAN DIELEKTRIK

G. PERHITUNGAN UNTUK MENCARI PRESENTASE ERROR

RUMUS:

Ø d=1mmè

Ø d=2mmè

Ø d=3mmè

Ø d=4mmè

VII. ANALISIS DATA

Pada percobaan ini berjudul pengukuran kapasitor pelat sejajar dan permitivitas relatif. Peralatan yang digunakan dalam percobaan antara lain capacity meter yang digunakan untuk mengukur kapasitansi, kapasitor pelat sejajar, pelat kaca (2 mm), pelat vinyl chlorida (2 mm) serta kabel penghubung. Pelat kaca dan vinyl chloride digunakan sebgai media pembatas atau penghalang. Kabel penghubuung dugunakan untuk menghubungkan plat denan capacity meter. Pertama, hubungkan capacity meter ke jala-jala. Pada percobaan yang pertama, kelompok kami akan melakukan pengkuran kapasitansi sebagai luas pelat yang berhadapan. Pertama, susunlah kapasitor pelat sejajar dengan jarak antar pelat d=2mm serta kosongkan ruang diantara 2 pelat tersebut (ruang diantara kedua plat berisi udara). Secara berangsur, tariklah pelat konduktor yang dapat digerakkan setiap 5 cm (7x pengukuran). Kemudian ukur nilai kapasitansi serta catat pada tabel. Berikut adalah hasil pengukuran kapasitansi dengan bahan dielektrik ruang antar pelat yaitu udara :

1. Luas 0,09 m² = 0,0014 μF

2. Luas 0,075 m² = 0,00052 μF

3. Luas 0,06 m² = 0,00046 μF

4. Luas 0,045 m² = 0,00042 μF

5. Luas 0,03 m² = 0,00036 μF

6. Luas 0,015 m² = 0,00022 μF

7. Luas 0,003 m² = 0,00006 μF

Setelah itu hitung juga nilai kapasitansi melalui perhitungan. Seperti contoh di bawah ini :

Ɛr pengukuran udara = 1

Luas 0,09 m²è

Sehingga diperoleh presentase error sebesar :

Setelah itu isi ruang diantara kedua pelat dengan kaca dengan tebal 2 mm dengan mengulangi langkah-langkah diatas. Ɛr pengkuran kaca diperoleh dari :

Berikut dalah hasil pengkuran kapasitansi dengan bahan dielektrik ruang antar plat yaitu kaca:

1. Luas 0,09 m² = 0,0016 μF

2. Luas 0,075 m² = 0,0012 μF

3. Luas 0,06 m² = 0,0008 μF

4. Luas 0,045 m² = 0,0006 μF

5. Luas 0,03 m² = 0,0004 μF

6. Luas 0,015 m² = 0,0002 μF

7. Luas 0,003 m² = 0,00001 μF

Setelah itu hitung juga nilai kapasitansi melalui perhitungan dengan rumus di bawah ini :

Luas 0,09 m²è

Setelah itu ganti pelat kaca 2 mm dengan pelat vinyl chlorida dengan mengulangi langkah-langkah diatas. Ɛr pengukuran vinyl chlorida diperoleh dari :

Berikut adalah hasil pengukuran kapasitansi dengan bahan dielektrik ruang antar plat yaitu vinyl chlorida :

1. Luas 0,09 m² = 0,00096 μF

2. Luas 0,075 m² = 0,00084 μF

3. Luas 0,06 m² = 0,00068 μF

4. Luas 0,045 m² = 0,0005 μF

5. Luas 0,03 m² = 0,00036 μF

6. Luas 0,015 m² = 0,0002 μF

7. Luas 0,003 m² = 0,00008 μF

Setelah itu hitung juga nilai kapasitansi melalui perhitungan dengan rumus di bawah ini :

Luas 0,09 m²è

Dari data yang diperoleh diatas, terlihat bahwa semakin kecil luas permukaan plat yang berhadapan, maka semakin kecil pula nilai kapasiatansinya. Dari data diatas, juga terlihat bahwa nilai dari kapasitansi dengan bahan dielektrik ruang antar plat yaitu kaca memiliki nilai kapasitansi terbesar dibandingkan dengan vinyl chlorida dan udara. Hal ini dikarenakan nilai permitivitas relatif dari kaca adalah yang paling besar daripada nilai permitivitas relatif dari udara dan vinyl chlorida.

Pada percobaan kedua, kelompok kami akan melakukan percobaan tentang kapasitansi sebagai fungsi jarak antar pelat. Pertama, susun kapasitor pelat sejajar dengan jarak antar plat d=1 mm dan kosongkan ruang diantara kedua plat (ruang diantara kedua plat berisi udara), kemudian ukur nilai kapasitansi serta catat pada tabel. Setelah itu ukur juga nilai kapasitansi dengan mengubah jarak antar plat menjadi 2 mm, 3 mm, serta 4 mm. Sehingga dapat diperoleh data hasil pengukuran kapasitansi sebagai fungsi jarak antar plat :

1. d=1 mm è 0,0007974 μF

2. d=2 mm è 0,0003984 μF

3. d=3 mm è 0,0002658 μF

4. d=4 mm è 0,00019935 μF

Dari data yang diperoleh di atas, terlihat bahwa semakin besar jarak anatar 2 plat, maka semakin kecil nilai kapasitansinya dengan bahan dielektrik yang sama.

Pada percobaan ketiga, kelompok kami akan melakukan percobaan tentang permitivitas relatif (Ɛr) bahan dielektrik. Pertama, susun kapasitor pelat sejajar dengan jarak antar plat d=2 mm dan kosongkan ruang diantara kedua plat (ruang diantara kedua plat berisi udara), kemudian ukur nilai kapasitansi serta catat pada tabel. Dengan jarak antar plat (d=2 mm). Isilah ruang diantara kedua plat dengan kaca d=2mm kemudian ukur nilai kapasitansi serta catat pada tabel. Setelah itu ulangi langkah diatas dengan mengganti pelat kaca dengan vinyl chlorida d=2 mm kemudian ukur nilai kapsitansi serta catat pada tabel.

VIII. KESIMPULAN

1. Nilai kapasitansi kapasitor plat sejajar bergantung pada luas plat yang berhadapan, jarak antar plat, dan bahan dielektrik ruang antar plat.

2. Nilai kapasitansi kapasitor pelat sejajar berbanding lurus dengan luas plat yang berhadapan serta berbanding terbalik dengan jarak antar plat.

3. Nilai kapasitansi terbesar yaitu dengan menggunakan bahan dielektrik kaca karena kaca memiliki nilai permitivitas relatif tertinggi dibandingkan dengan udara dan vinyl chlorida.