Ujian Praktek Fisika - Pengisian Kapasitor dan Efek Bahan Dielektrik

 📌UJIAN  PRaktek  FISIKA 📌

-PENGISIAN KAPASITOR DAN EFEK BAHAN DIELEKTRIK-

I. PENDAHULUAN

    Halo sobat! Berjumpa kembali bersama saya Verren Angelina Saputra. Salam jumpa kembali pada blog pendidikan fisika dan matematika minat. Apa kabar kalian semua? Semoga kalian selalu dalam keadaan yang sehat dan semangat ya. Pada kesempatan kali ini, saya akan mengulas materi mengenai fisika. Bila sebelumnya kita sudah mempelajari materi listrik statis di kelas 12, sekarang ayo coba kita pelajari materi selanjutnya tentang pengisian kapasitor dan efek bahan dielektrik.

    Di kelas 12, kita akan membahas mengenai materi tentang pengisian kapasitor dan juga efek bahan dielektrik. Tentunya pembahasan blog kali ini tidak akan kalah seru dari pembahasan sebelumnya. Karena saya juga akan ditemani oleh beberapa teman kelompok fisika saya, yakni ada Anthony, David, Jonathan, Mexs dan juga Vernando. Yuk kita kenalan dulu dengan wajah-wajah anggota kelompok fisika saya.

    Nah, supaya mempermudah pembagian materi maka kita perlu tau bagian-bagian yang akan dipelajari dalam “Pengisian Kapasitor dan Efek Bahan Dielektrik”. Sekarang kita akan mempelajarinya lebih dalam lagi. Mungkin sekarang saya akan mengganti panggilan kalian menjadi sobat fisika dulu ya, ayo kita perhatikan denah pembelajaran kita di bawah ini.

    Semoga denah belajar di atas dapat membantu kalian semua untuk memahami pelajaran yang akan saya dan teman-teman saya bawakan, tentunya kalian pasti mengetahui bahwa ilmu fisika juga tidak kalah penting dengan ilmu matematika dan berbagai ilmu lainnya. Konsep fisika bukan hanya bermanfaat dalam dunia pendidikan namun setiap permasalahan yang kita temui dalam kehidupan sehari hari juga dapat diatasi dengan konsep fisika. Sehingga mempelajari kapasitor dan bahan dielektrik maka akan menjadi sarana pendekatan kita terhadap ilmu tersebut.

    Konsep yang dibahas merupakan contoh sederhana dari materi listrik (kapasitor dan bahan dielektrik) dalam kehidupan sehari-hari. Jika belum terlalu paham atau kalian sudah lupa dengan materi yang diajarkan sebelumnya, jangan khawatir karena dalam blog ini saya akan menampilkan pembelajaran mengenai materi pengisian kapasitor dan efek bahan dielektrik secara perlahan langkah demi langkah secara rinci agar kalian dapat lebih mudah memahaminya.

II. DEFINISI KAPASITOR

    Setiap keberadaan ilmu yang ada di dalam fisika pasti tidak akan pernah terlepas dengan tokoh atau ilmuwan yang berjasa, begitu pula dengan kapasitor yang pertama kali ditemukan oleh seorang tokoh bernama Michael Faraday. Pastinya tokoh ini tidak asing dan namanya sudah sering terdengar karena tokoh ini memiliki banyak peranan dalam kaidah listrik dimana penemuannya bermanfaat hingga masa kini. Michael Faraday atau yang akrab disapa dengan nama Faraday pertama kali menemukan kapasitor atau yang dikenal sebagai kondensator dan memberikan sebuah pernyataan bahwa pada hakikatnya kapasitor merupakan alat yang dapat menyimpan energi dalam bentuk muatan listrik di dalam suatu medan listrik dengan metode mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan itu sendiri yang dibentuk oleh kepingan dan dipisahkan penyekat.

    Namun secara mudahnya berdasarkan literasi yang telah saya baca dapat didefinisikan bahwa kapasitor merupakan komponen elektronika yang punya peranan utama dalam perkembangan komunikasi dan teknologi informasi yang beredar di zaman ini. Jadi, ketika sebuah kapasitor dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan maka kepingan akan berisi eleKtron yang terpisah dari satu plat ke plat lain.

III. MANFAAT KAPASITOR

    Kapasitor yang diciptakan oleh si cerdas Faraday memiliki beberapa manfaat yang dikutip dari literasi yang telah saya dan rekan tim saya baca, Adapun manfaat itu antara lain :

-Kapasitor berfungsi menghambat aliran arus searah (direct current, DC) dan melewatkan aliran arus bolak-balik (alternating current, AC).

-Kapasitor berfungsi sebagai starter motor untuk menghidupkan atau mematikan mesin pada motor atau mobil.

-Kapasitor berfungsi sebagai penyaring utama dalam menghilangkan riak gelombang agar menjadi lebih baik.

-Kapasitor berfungsi sebagai pengatur sinyal dan frekuensi gelombang yang diinginkan.

-Kapasitor berfungsi sebagai penundaan waktu (delay timer).

-Kapasitor berfungsi sebagai penggeser fase.

-Kapasitor bersama dengan resistor berfungsi menyaring riak gelombang dalam rangkaian penyearah.

IV. STRUKTUR KAPASITOR

    Kapasitor memiliki sebuah serangkaian struktur yang tediri atas dua buah pelat besi yang dipisahkan bahan dielektrik. Dimana nantinya kedua pelat yang disusun secara sejajar akan dialiri tegangan (V) supaya muatan-muatan positif dan negative akan saling menetralkan di masing-masing kutup. Hal ini disebabkan karena adanya bahan yang mengisi celah antarpelat (d). Nah, apabila kalian masih belum paham mana bagian-bagian yang dimaksud maka saya sudah menampilkan ilustrasi untuk mempermudah pemahaman kalian. Yuk simak struktur dibawah ini :

V. KAPASITAS KAPASITOR

    Kapasitas dari sebuah kapasitor didefinisikan sebagai perbandingan antara banyaknya muatan listrik dengan tegangan kapasitor yang dihubungkannya. Kapasitas yang dimiliki oleh kapasitor tergantung pada kapasitansinya sedangkan kapasintansinya tergantung pada geometri kapasitor serta jenis material yang berada antara 2 pelatnya. Berikut adalah ilustrasi rumus kapasitas dari kapasitor supaya dapat mempermudah pemahaman kalian semua :

VI. ENERGI KAPASITOR

    Bisa kita perhatikan bahwa kapasitor merupakan sebuah komponen yang digunakan untuk menyimpan setiap muatan listrik. Maknanya berarti di dalam kapasitor itu sendiri juga terdapat energi listrik. Berdasarkan konsep yang matematis, energi listrik yang dihasilkan oleh kapasitor dapat dirumuskan dengan ilustrasi di bawah ini.

    Adapun nilai kapasitasnya bermancam-macam sekali, mulai dari ukuran piko farad (pF), nano farad (nF), mikro farad (mF) dan masih banyak lainya.

VII. SUSUNAN KAPASITOR

    Selanjutnya, kita akan membahas mengenai susunan kapasitor. Susunan kapasitor dapat dibagi menjadi 2 jenis yakni rangkaian seri, paralel, maupun gabungan dari keduanya. Secara mudahnya dapat dipahami bahwa rangkaian seri adalah rangkaian yang hanya ada satu jalur tempat arus listrik mengalir dari sumber arus listrik makanya bila diilustrasikan rangkaian seri berada dalam 1 track lurus tanpa percabangan, sedangkan rangkaian paralel merupakan rangkaian yang memiliki lebih dari satu jalur tempat arus listrik mengalir dari sumber arus listrik sehingga tak heran dalam rangkaian paralel kita banyak menemukan percabangan muatan listrik. Untuk mempermudah pemahaman kalian mengenai rangkaian seri dan paralel, yuk kita simak infografis yang sudah saya sediakan di bawah ini :

VIII. JENIS KAPASITOR

    Berdasarkan jenisnya, kapasitor dikelompokkan menjadi 2 yaitu kapasitor tetap dan kapasitor tidak tetap. Kapasitor tetap didefinisikan sebagai kapasitor yang nilai kapasitansinya tidak dapat dirubah dan nilainya sudah ditetapkan oleh pabrik pembuatanya. Bentuk dan ukuran kapsitor tetap bermacam-macam dan berbeda antara satu dengan yang lainnya tergantung dari bahan pembuatnya. Sedangkan, kapasitor tidak tetap adalah kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Yuk kita simak infografis di bawah ini :

IX. EFEK BAHAN DIELEKTRIK

    Nah, sekarang kita akan membahas mengenai efek bahan dielektrik. Efek bahan dielektrik didefinisikan sebagai kekuatan bahan listrik dalam menahan medan listrik dari potensial listrik per satuan panjang / tebal bahan. Untuk menghindari loncatan muatan maka strategi yang dilakukan adalah memasang bahan dielektrik dalam ruang antara dua pelat. Bahan dielektrik akan memperkecil medan listrik dalam ruanh antar elektroda. Dengan demikian, muatan listrik masih bisa ditambah kembali ke elektroda tanpa menimbulkan loncatan muatan. Dengan demikian, keberadaan bahan dielektrik memperbesar kapasitasi (kemampuanmenyimpan muatan kapasitor).

    Ketika ruang antar dua pelat masih vakum (atau udara) maka medan listrik yang dihasilkan diberikan. Ketika bahan dielektrik diselipkan maka terjadi polarisasi muatan listrik dalam bahan dielektrik. Pada permukaan bahan dielektrik yang bergadapan dengan elektroda positif akan terbentuk lapisan bermuatan listrik negatif. Sebaliknya pada permukaan bahan dielektrin yang brhadapan dengan elektroda negatif akan terbentuk lapisan muatan positif. Dengan demikian, secara netto, jumlah muatan pada masing-masing elektroda mengecil. Karena jumlah muatan mengecil maka medan listrik di antara elektroda (di sini menjadi di dalam bahan dielektrik) menjadi mengecil. Oleh karena itu, muatan masih bisa ditambah lagi tanpa melampaui batas yang menimbulkan elektron lepas dari. Dengan kata lain, kapasitansi kapasitor menjadi meningkat.

    Jadi, dengan menggunakan material yang memiliki konstanta dielektrik tinggi kita dapat membuat kapasitor dengan kapasitansi sangat besar walaupun jarak antar pelat tidak terlalu kecil atau luas elektroda tidak terlalu besar.

X. SIMULASI FISIKA

    Wah tidak terasa kita sudah banyak membahas mengenai informasi bahan dielektrik dan kapasitor, sekarang kita akan mencoba memulai simulasi fisika dimana judul dari simulasi ini sudah saya cantumkan pada title blog kali ini yaitu simulasi fisika mengenai “PENGISIAN KAPASITOR DAN EFEK BAHAN DIELEKTRIK”, Adapun simulasi ini sudah dilengkapi oleh berbagai media dan sarana yang menunjang simulasi kita. Pada kali ini kita akan mensimulasikan sebuah animasi di file excel untuk menguji beberapa rumusan masalah yang disediakan dan saya tidak akan melakukan simulasi ini sendiri namun bersama dengan teman-teman sekelompok saya.

    Adapun tujuan dari simulasi ini adalah untuk mengetahui proses terbentuknya muatan pada elektroda dalam pengisian kapasitor serta mengetahui efek bahan dielektrik. 

    Berikut adalah rumusan permasalahan yang menjadi dasar dari simulasi ini, yaitu :

    Yuk kita langsung mulai saja pembahasan setiap soal per soal di bawah ini untuk menuntaskan rasa penasaran kita terhadap ilmu kapasitor dan bahan dielektrik.

XI. PEMBAHASAN NOMOR 1

    Sekarang kita akan melakukan pembahasan soal nomor 1, yuk kita simak infografis di bawah ini.

XII. PEMBAHASAN NOMOR 2

    Sekarang kita akan melakukan pembahasan soal nomor 2, yuk kita simak infografis di bawah ini.

XIII. PEMBAHASAN NOMOR 3

    Sekarang kita akan melakukan pembahasan soal nomor 3, yuk kita simak infografis di bawah ini.

    Setelah melihat pembahasan soal nomor 3, ayo kita simak contoh soal yang disajikan dalam infografis di bawah ini.

XIV. PEMBAHASAN NOMOR 4

    Sekarang kita akan melakukan pembahasan soal nomor 4, yuk kita simak infografis di bawah ini.

XV. VIDEO PRAKTIKUM

    Nah setelah kita telah membaca infografis di atas, berikut adalah video praktikum kerja kelompok saya dengan teman-teman anggota kelompok untuk mengupas lebih dalam materi yang telah disajikan. Yuk simak video di bawah ini

https://youtu.be/Ip049ufctTw

XVI. HASIL DAN GRAFIK

    Berdasarkan simulasi yang telah saya lakukan, berikut adalah penjelasan mengenai hasil data yang terlampir dalam tabel serta grafiknya.

XVII. KESIMPULAN

    Berdasarkan simulasi yang telah kami lakukan, dapat ditarik sebuah kesimpulan bahwa Kondensator atau kapasitor adalah komponen listrik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik, kapasitor memiliki satuan bernama Farad yang diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday. Bahan penyusun kapasitor yaitu dua keping atau dua lembaran penghantar listrik yang dipisahkan menggunakan isolator listrik berupa bahan dielektrik.  Selain menyimpan listrik alat ini juga memiliki manfaat manfaat lain yang membantu mempernudah kehidupan manusia.

XVIII. PENUTUP

    Tidak terasa kita sudah mempelajari seluruh materi mengenai pengisian kapasitor dan efek bahan dielektrik, mulai dari definisi dan sejarah asal mula kapasitor, bahan dielektrik,pembahasan rumusan masalah dari simulasi, bank soal hingga pembahasannya. Meskipun materi yang disampaikan cukup banyak, tapi saya harap semoga blog kali ini bisa bermanfaat bagi kalian semua. Jangan lupa dibaca-baca kembali blog ini dan terus dukung saya dengan memberikan komentar positif yang membangun blog verrenangelina32. Salam hangat dari saya dan sampai jumpa di postingan blog selanjutnya, semoga harimu menyenangkan.

XIX. DAFTAR PUSTAKA

    Adapun beberapa referensi yang saya dapatkan untuk menyusun dan menyempurnakan blog kali ini adalah :

sumber utama : http://profmikra.org/?p=1504

https://www.gurupendidikan.co.id/pengertian-kapasitor/

https://fisikazone.com/susunan-kapasitor/

https://www.edukasikini.com/2017/06/bahan-dielektrik-beserta-perhitungan.html

https://teknikelektronika.com/rangkaian-seri-dan-paralel-kapasitor-serta-cara-menghitung-nilainya/

https://quipperhome.wpcomstaging.com/mapel/fisika/kapasitor-fisika-kelas-12/