Sunday, September 22, 2019

Alat Ukur Listrik

Alat-alat


  1. Alat ukur kuat arus listrik: Amperemeter
  2. Alat ukur beda potensial listrik: Voltmeter
  3. Alat ukur kuat arus yang relatif lemah: Galvanometer
  4. Alat ukur kuat hambatan: Ohm meter

Voltmeter dan Amperemeter


Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial listrik . Voltmeter biasanya disusun secara paralel (sejajar) dengan sumber tegangan atau peralataan listrik. Cara memasang voltmeter adalah dengan menghubungkan ujung sumber tegangan yang memiliki potensial lebih tinggi (kutub positif) harus dihubungkan ke terminal positif voltmeter,dan ujung sumber tegangan yang memiliki potensial lebih rendah (kutub negatif) harus dihubungkan ke terminal negatif Voltmeter. biasanya voltmeter digunakan untuk mengukur sumber tegangan seperti baterai, elemen Volta, atau aki.

Amperemeter adalah alat untuk mengukur kuat arus listrik dalam rangkaian tertutup. Amperemeter biasanya dipasang secara seri (berderet) dengan elemen listrik. Dalam praktikum sumber listrik arus searah , amperemeter biasanya digunakan untuk mengukur besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar. 

Rumus




Perhatikan baik-baik pada skala tegangan (perhatikan skala dengan satuan Volt/V). Kemudian cari hasil yang diperoleh berupa skala yang ditunjuk, skala maksimal, dan batas ukur.

Diketahui:
Skala yang ditunjuk = 15 V
Skala maksimal = 50 V
Batas Ukur = 50 V

Jawaban:





- No comments:

Hukum Kirchoff

Definisi Hukum Kirchoff


Hukum Kirchoff adalah hukum yang menyatakan fenomena arus dan tegangan dalam rangkaian listrik. Hukum Kirchoff 1 berkaitan dengan aliran arus ke titik rangkaian, dan Hukum Sirkuit 2 berkaitan dengan perbedaan tegangan.

Hukum Kirchoff I


“Pada setiap titik percabangan dalam sirkuit listrik, jumlah dari arus yang masuk kedalam titik itu sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut. atau Jumlah total arus pada sebuah titik adalah nol”. 



NIlai arus yang keluar harus diberikan tanda negatif dan yang masuk harus diberikan tanda positif.

Hukum Kirchoff II

“Jumlah terarah (melihat orientasi tanda positif dan negatif) dari beda potensial listrik (tegangan) di sekitar sirkuit tertutup sama dengan nol, atau secara lebih sederhana, jumlah dari gaya gerak listrik dalam lingkaran tertutup ekivalen dengan jumlah turunnya potensial pada lingkaran itu.”



Pada analisis rangkaian listrik dinamis, terdapat beberapa terminologi penting yang harus diperhatikan.

1. Loop adalah siklus tertutup yang memiliki titik awal dan titik akhir di komponen yang sama.  Pada satu loop hanya ada satu arus listrik yang mengalir, dan nilai beda potensial yang ada di komponen-komponen listrik loop tersebut bisa berbeda.

2. Junction atau node adalah titik temu antara dua atau lebih komponen listrik. Node menjadi tempat bertemunya arus-arus listrik yang berbeda besaran dan pada setiap node akan berlaku Hukum Kirchoff 1.


Kirchoff


Gustav Robert Kirchhoff  lahir tangga 12 Maret, 1824  dan wafat tanggal 17 Oktober , 1887, dia adalah seorang fisikawan Jerman yang berkontribusi pada pemahaman konsep dasar teori rangkaian listrik, spektroskopi, dan emisi radiasi benda hitam yang dihasilkan oleh benda-benda yang dipanaskan. Dia menciptakan istilah radiasi “benda hitam” pada tahun 1862. Terdapat 3 konsep fisika berbeda yang kemudian dinamai berdasarkan namanya, “hukum Kirchhoff”, masing-masing dalam teori rangkaian listrik, termodinamika, dan spektroskopi. Gustav Kirchhoff dilahirkan di Königsberg, Prusia Timur (sekarang Kaliningrad, Rusia), putra dari Friedrich Kirchhoff, seorang pengacara, dan Johanna Henriette Wittke. Dia lulus dari Universitas Albertus Königsberg (sekarang Kaliningrad) pada 1847 dan menikahi Clara Richelot, putri dari profesor-matematikanya, Friedrich Richelot. Pada tahun yang sama, mereka pindah ke Berlin, tempat dimana ia menerima gelar profesor di Breslau (sekarang Wroclaw).

Kirchhoff merumuskan hukum rangkaian, yang sekarang digunakan pada rekayasa listrik, pada 1845, saat dia masih berstatus mahasiswa. Ia mengusulkan hukum radiasi termal pada 1859, dan membuktikannya pada 1861. Di Breslau, ia bekerjasama dalam studi spektroskopi dengan Robert Bunsen. Dia adalah penemu pendamping dari caesium dan rubidium pada 1861 saat mempelajari komposisi kimia Matahari via spektrumnya. Pada 1862 dia dianugerahi Medali Rumford untuk risetnya mengenai garis-garis spektrum matahari, dan pembalikan garis-garis terang pada spektrum cahaya buatan. Dia berperan besar pada bidang spektroskopi dengan merumuskan tiga hukum yang menggambarkan komposisi spektrum optik obyek-obyek pijar, berdasar pada penemuan David Alter dan Anders Jonas Angstrom (lihat juga: analisis spektrum)


Daftar Pustaka



- No comments:

GGL dan Tegangan Jepit

Definisi

Gaya gerak listrik merupakan beda potensial antara ujung-ujung penghantar sebelum dialiri arus listrik. Gaya gerak listrik disingkat dengan GGL, dengan satuan volt. Gaya gerak listrik adalah suatu energy yang diberikan pada setiap muatan listrik untuk bergerak antara dua kutub baterai atau generator. Sebuah electron-elektron bermuatan e yang bergerak dari kutub negative ke kutub positif melalui konduktor di luar baterai dengan gaya gerak listrik sebesar V, akan mendapat energy sebesar e x V joule.

Pada dasarnya sumber GGL itu segala jenis alat yang muatan positif sama negatifnya terpisah. Kedua ujung dari alat tersebut di sebut dengan terminal. Muatan positif numpuknya di terminal positif, sementara pada muatan negatif, pastinya di terminal negatif.
Tegangan jepit adalah perbedaan potensial yang bisa ditemukan pada sumber tegangan antara ujung-ujung penghantar atau kedua kutub positif dan kutub negatif ketika sumber tenganan tersebut telah terhubung antara kutub positif dan kutub negatifnya terhadap tahanan dan telah mengalirkan arus listrik.

Rumus

VAB = ε

Vj = ε – Ir atau  V = I.R

Hubungan GGL dan Tegangan Jepit




Daftar Pustaka




- No comments:

Hambatan Listrik

Definisi

Hambatan atau resistor (R) adalah komponen yang berfungsi untuk mengatur besarnya arus listrik yang mengalir melalui rangkaian. Besaran resistor disebut dengan resistansi yang memiliki satuan Ohm (Ω). Ohm diambil dari nama fisikawan Jerman yaitu Georg Simon Ohm yang menemukan hubungan langsung antara beda potensial dengan arus listrik yang dihasilkan. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur resistansi adalah ohmmeter.
Setiap bahan memiliki nilai resistansi yang berbeda-beda. Berdasar sifat resistivitas bahan, suatu bahan dibagi menjadi tiga, yaitu konduktor, isolator, semikonduktor. Konduktor memiliki hambatan yang kecil, sehingga dapat menghantarkan listrik dengan baik. Contohnya material-material logam seperti besi, tembaga, alumunium, dan perak. 


Isolator memiliki hambatan yang besar, sehingga tidak dapat menghantarkan listrik. Contohnya kayu dan plastik. Sedangkan semikonduktor adalah material yang dapat bersifat sebagai konduktor, juga isolator. Contohnya karbon, silikon, dan germanium. Pengaturan sifat semikonduktor dilakukan dengan penambahan material lain dan pemberian tegangan listrik. Dari sifat-sifat bahan tersebut, yang sering digunakan sebagai hambatan penghantar adalah konduktor. Nilai hambatan bahan konduktor sebanding dengan panjang kawat (l), dan berbanding terbalik dengan luas penampang kawat (A).]

Rumus




 Keterangan:
R = hambatan listrik (Ohm)
V = tegangan listrk (Volt) 
I = arus listrik (Ampere) 


Keterangan: 
R = hambatan Listrik (Ohm)
ρ = hambatan Jenis Kawat (Ωm)L = panjang Kawat Penghantar (m)A = lusa penampang kawat penghantar (m^2)






Contoh Soal


Diketahui I1=I2=2 Ampere, I3=I4=1,5 Ampere, R1=2 Ω, R2=8 Ω, R3=6 Ω, dan R4=4 Ω. Berapa besar Voltase pada rangkaian tersebut?


DIketahui:

R1 = 2 Ohm

R2 = 8 Ohm 

R3 = 6 OHm 

R4 = 4 Ohm


Ditanya: 

Total R


Jawab:



Georg Ohm 


Georg Ohm diadakan dari bagian Johann Wolfgang Ohm, seorang tukang kunci, dan Maria Elizabeth Beck, seorang penjahit. Walaupun ayahnya hanya berprofesi sebagai tukang kunci, tetapi ia mampu memberikan anak-anaknya edukasi yang tinggi melintasi petuahnya sendiri. Sebenarnya Georg Ohm terlahir sebagai 7 bersaudara, tetapi hanya 3 yang bertahan melintasi masa kecilnya, yaitu Georg, Martin (matematikawan terkenal), dan Elizabeth Barbara. Pada tahun 1805, Ohm masuk ke Universitas Erlangen tetapi keluar di semester ketiga dan kemudian pergi memberi latihan matematika di sekolah Gottstadt bei Nydaud, Swiss. Georg Ohm pergi dari sekolah tersebut pada Maret 1809 untuk menjadi guru privat di Neuchâtel. Atas nasihat dari Karl Christian von Langsdorf, ia kembali melanjutkan studi di bagian matematika dan pada April 1811, ia kembali ke Universitas Erlangen.

Naskah ilmiah yang pertama kali dipublikasikan oleh Ohm berisi tentang pemeriksaan penurunan gaya elektromagnetik yang diproduksi oleh suatu kawat yang diperpanjang ukurannya. Naskah tersebut menampakkan hubungan matematis yang kukuh berdasarkan pada eksperimen yang diterapkannya. Setahun kemudian, pada 1826, Ohm mempromosikan dua naskah ilmiah yang memberikan cerminan tentang konduksi model sirkuit yang didasarkan oleh studi Fourier tentang konduksi bara. Di dalamnya, ia juga mengajukan suatu teori untuk menerangkan tentang elektrisitas galvanik. Naskah kedua yang ditulisnya pada tahun tersebut memuat langkah awal dari teori komprehensif yang mempunyai peran untuk mendukung penerbitan bukunya yang terkenal berisi hukum Ohm (1827).

Daftar Pustaka





- No comments:

Listrik Dinamis dan Arus Listrik

Definisi 

Listrik Dinamis adalah listrik yang berubah-ubah atau bisa bergerak dan sering disebut dengan arus listrik. Arus listrik ini berasal dari aliran elektron yang mengalir terus-menerus dari kutub negatif menuju kutub positif, dari potensial tinggi menuju potensial rendah dari sumber beda potensial (tegangan). Pada sebuah rangkaian listrik dinamis, terdapat beberapa komponen yang harus diperhatikan; seperti sumber listrik, hambatan dan susunan rangkaian.

JIka tersambung dengan suatu penghantar, dua tempat yang memiliki beda potensial bisa menyebabkan munculnya arus listrik. Arus listrik bisa ada jika terdapat perpindahan elektron. Ada dua jenis arus listrik yakni arus AC (bolak-balik) dan DC (searah), yang pada umumnya arus listrik melalui kawat penghantar setiap satuan waktu, untuk jumlah arus listrik yang mengalir dalam waktu tertentu disebut dengan kuat arus listrik. 


Rumus

Keterangan:
I = kuat arus listrik (A)
Q = jumlah muatan listrik (Coulomb)
t = selang waktu (s) 

Contoh Soal

Soal 1

Dinyatakan kuat arus pada potongan kawat penghantar yaitu 20 A. Berapa menit waktu yang diperlukan oleh muatan sebesar 9.600 °C untuk bisa mengalur melewati penampang tersebut?
Penyelesaian
Diketahui:
I = 20 A
Q = 9.600 °C

Ditanya: L = ?

Jawab:
I = Q/t
t = Q/I
t = 9.600 °C / 20 A
t = 480 s atau 8 menit

Andre Marie Ampere

Fisikawan dan ilmuwan asal Perancis, André-Marie Ampère, lahir pada 20 Januari 1775 di wilayah St. Nizier, Lyon dan dibesarkan dalam rumah keluarganya sendiri di Polèmièux-au-Mont-d’Or. Diakui dunia pengetahuan sebagai genius serba bisa sekaligus salah satu pelopor bidang elektrodinamika (listrik dinamis), Ampere merupakan ilmuwan pertama yang mengembangkan pengamatan terhadap fenomena listrik dan magnet; jika dua batang konduktor diletakkan berdampingan dan keduanya diberi aliran listrik searah, kedua konduktor tersebut akan saling tarik menarik. Sebaliknya, jika dialiri arus bolak-balik, keduanya akan saling tolak menolak. Sebuah pengamatan sederhana memang, tapi fenomena tersebut sekaligus menjadi dasar ilmu pengetahuan modern yang dikenal sebagai elektro-magnetik.



Meneruskan penelitian Hans Christian Ørsted, ahli fisika kelahiran Denmark, yang menemukan jarum kompas bergerak jika ditaruh di dekat kawat berarus listrik,  Ampere menggabungkan riset tersebut dengan medan magnet. Ia menemukan kumparan berarus listrik bisa bersifat sebagai magnet yang kuat. Bergantung pada jenis aliran listrik, kumparan bisa saling menarik atau menolak satu sama lain. Menggunakan matematika untuk membuat simpulan percobaannya sendiri, salah satu sumbangan terbesar fisikawan Perancis pada dunia dikenal dengan nama Hukum Ampere, besar aksi dan reaksi dua kumparan beraliran listrik berbanding lurus dengan panjang kawat dan intensitas arus - teorem dasar yang menjadi cikal bakal cabang ilmu elektro-magnetik dalam fisika modern. Pada 10 Juni 1836, André-Marie Ampère meninggal dunia di Marseille, Perancis. Satu hal unik sempat tercatat dalam surat wasiat fisikawan besar ini: pada batu nisannya, supaya dituliskan 'Tandem Felix (akhirnya bahagia)'. Frase ini memaksa seluruh dunia berdoa bahwa tulisan tersebut berarti secara harfiah mengingat lebih dari separuh masa kehidupan ilmuwan tulen ini dipenuhi dengan tekanan batin berkepanjangan.



Daftar Pustaka


- No comments:

Sunday, September 15, 2019

Energi Kapasitor dan Rangkaian Kapasitor

ENERGI KAPASITOR

Definisi

Sebuah kapasitor akan menyimpan energi dalam bentuk medan jika dihubungkan dengan sumber tegangan. Besarnya energi listrik yang tersimpan oleh kapasitor sama dengan usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik dari sumber tegangan tersebut ke dalam kapasitor. 


Grafik hubungan muatan kapasitor dan tegangan (kapasitor kosong)

Rumus

Energi yang tersimpan pada kapasitor dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:
W = energi yang tersimpan dalam kapasitor (Joule)
Q = muatan kapasitor (Coulomb)
V = beda potensial (Volt)
C = kapasitas kapasitor (Farad)

Contoh Soal

Soal 1


Dua buah kapasitor masing-masing 6 μF disusun seri dengan beda potensial 100 V. Berapa energi yang tersimpan dalam sistem tersebut?

Diketahui: 
Cs = 6/2 = 3 μF = 3 x 10-6 F
V = 100 V

Ditanya: W = ?

Jawab:
W = ½ Cs V2
W = ½ . 3 x 10-6 . (100)2
W = ½ . 3 x 10-6 . 104
W = 1,5 x 10-2 Joule

KAPASITOR RANGKAIAN 

Kapasitor Rangkaian Seri

Setiap pengukuran kapasitor seri terjadi dengan pembagian tegangan dari sumber tegangan kepada setiap titik, yang pada akhirnya jika digabungkan dengan cara penjumlahan tegangan-tegangan dari setiap titik maka akan sama dengan jumalh tegangan dari sumber tegangan.

Kapasitor Rangkaian Paralel



 Ctotal = C1 + C2 + C3

Pada rangkaian kapasitor paralel, tidak akan terjadi pembagian tegangan/muatan listrik. Semua tegangan akan memiliki jumlah yang sama sehingga tidak memiliki perubahan. 

Contoh Soal

Soal 1


Tiga buah kapasitor yang memiliki kapasitas 2µF, 3µF, 6µF tersusun secara seri. Hitunglah berapa besar kapasitas total dari ketiga kapasitor tersebut!

Pembahasan

Diketahui:
C1 = 2µF
C2 = 3µF
C3 = 6µF


Ditanya: Ctotal = ?

Jawab:




Pieter Van Musschenbroek



Musschenbroek adalah seorang ilmuwan warga negara belanda yang lahir pada 14 Maret 1692 di Leiden, Belanda, dari keluarga pembuat perkakas rumah tangga. Ketika Petrus (Pieter’s) lahir kedua orangtuanya selalu membuat alat-alat fisika (pompa udara, mikroskop, dan teleskop) dan karena itulah dia menyukai ilmu sains. Dia belajar di Universitas Leiden (Leiden) dan memperoleh gelar dokter pada tahun 1715 dan ia berhasil meraih gelar doctor (Ph.D.) pada bidang sains murni (fisika). Dia berkunjung ke Inggris pada tahun 1717 dan berjumpa dengan Isaac Newton. Dia diangkat menjadi guru besar (dari tahun 1721) di Universitas Duesberg, Utrecht, dan Leiden (dari tahun 1740—1761). Dia berhasil mengembangkan ilmunya di bidang sains (fisika) di Universitas Utrecht dan Universitas Leiden. Dia merupakan orang yang pertama kali mengembangkan penelitian sains tentang daya listrik dan alat-alat perlengkapannya. Pada 1729, dia sudah menjadi ahli fisika yang terkemuka dari ahli lainnya.

Pieter van Musschenbroek bersama dengan seorang pendeta Jerman bernama Ewald Georg von Kleist pada tanggal 11 Oktober 1745  menemukan Tabung Leyden. Tabung Leyden, atau Tabung Leiden adalah sebuah alat untuk "menampung" listrik statis yang terjadi selang 2 elektroda yang berada di dalam dan di luar tabung kaca. Tabung ini adalah wujud asal dari kapasitor (yang lebih dikenal dengan sebutan "kondenser").


Daftar Isi

https://rumushitung.com/2014/07/18/energi-tersimpan-dalam-kapasitor/
https://www.gurupendidikan.co.id/pengertian-kapasitor/
https://www.gammafisblog.com/2018/11/5-contoh-soal-dan-pembahasan-kapasitor.html
http://biograficorner.blogspot.com/2013/05/biogrfi-pieter-van-musschenbroek-penemu.html



- 2 comments:

Kapasitor

Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan elektron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor dapat menyimpan maupun melepaskan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terdiri atas dua buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik (misalnya keramik, gelas elektrolit dan lain-lainnya). Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung katup negatif dan sebaliknya dengan yang negatif, karena keduanya terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini akan tersimpan selam tidak aada konduksi pada ujung-ujung kakinya.


Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut sebagai kapasitansi atau kapasitas. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs.

C = (8.85 x 10-12) (k A/t)

Rumus Kapasitas 

Kapasitas adalah kemampuan kapasitor untuk menyimpan suatu muatan listrik dan didefinisikan sebagai suatu perbandingan antara muatan yang bisa disimpan dan beda potensial antara kedua konduktor kapasitor. 


Rumus Kapasitor Keping Sejajar

Kapasitor Keping Sejajar adalah kapasitor yang terdiri dari dua buah keping konduktor yang mempunyai luas yang sama dan dipasang secara sejajar. 

Contoh Soal

Soal 1


Terdapat sebuah kapasitor dengan mempunyai besaran kapasitas sebesar 0.8 μF yang dimuati oleh sebuah baterai berkapasitas 20 Volt. Berapakah muatan yg tersimpan didalam kapasitor tersebut?

Diketahui: 
C = 0.8 μF sama dengan 8 x 10-7 F
V = 20 Volt (V)

Ditanya: Q = ?

Jawab:

C = Q / V sehingga Q = C x V

Q = 8 x 10-7 x 20
Q = 1.6 x 10-5 coulomb

Soal 2

Terdapat sebuah Kapasitor Keping Sejajar dengan mempunyai luas tiap kepingnya sebesar 2000 cm2 dan terpisah sejauh 2 centimeter antara satu dengan lain. Berapakah nilai dari Kapasitas Kapasitor tersebut?

Jawab:

C = 8,85.10-12 . (0,2./0,002)
C = 8,85.10-12 x 100
C = 8,85.10-10 farad

Contoh Nyata


Theremin adalah salah satu alat musik yang dapat dimainkan tanpa menyentuhnya. Dua antena pada theremin berfungsi untuk mengatur volume dan nada-nada musik. Saat seseorang mendekatkan telapak tangannya ke antena, efek yang akan terjadi sama dengan efek kapasitorpelat sejajar. Antena berlaku sebagai salah satu pelat, sedangkan telapak tangan berperan sebagai pelat pasangannya. Dengan mengubah jarak antena dengan telapak tangan, maka akan mengubah kapasitansi sistem kapasitor itu. Perubahan kapasintansi ini di deteksi olehrangkaian elektronik yang segera mengonversinya menjadi perubahan volume atau nada-nada musik.

Ewald Georg von Kleist

Ewald Georg von Kleist adalah seorang ahli hukum dan fisikawan Jerman. Pada 11 Oktober 1745, ia secara independen menemukan jar Kleistian yang bisa menyimpan listrik dalam jumlah besar. Dia mengkomunikasikan penemuan ini kepada sekelompok ilmuwan Berlin pada akhir 1745. Penemuan tersebuit lebih dikenal sebagai botol Leyden. Ewald Georg von Kleist menemukan kemampuan penyimpanan besar dari botol Leyden saat mempelajari teori listrik yang melihat listrik sebagai cairan, dan berharap botol kaca yang penuh dengan alk0h0l akan "menangkap" cairan ini. Tahun 1744 von Kleist mencoba untuk mengumpulkan listrik dalam sebuah botol obat kecil yang diisi dengan alkohol dan paku yang dimasukkan ke dalam gabus. Dia menindaklanjuti percobaan yang dikembangkan oleh Georg Matthias Bose di mana listrik telah dikirim meskipun air untuk mengatur roh beralk0h0l turun. Dia berusaha untuk membuat botol dari konduktor prima besar (diciptakan oleh Bose) ditangguhkan atas mesin gesekan nya.

Kleist yakin bahwa muatan listrik yang cukup besar dapat dikumpulkan dan diadakan dalam gelas yang ia tahu akan memberikan hambatan bagi melarikan diri dari 'cairan'. Ia menerima kejutan yang signifikan dari perangkat ketika ia sengaja menyentuh kuku melalui gabus sementara masih menggendong botol di tangan yang lain. Dia berhubungan dengan sejumlah peneliti listrik, tapi tidak mengerti arti dari tangannya yang memegang botol dan korespondennya yang loth untuk memegang perangkat ketika diberitahu bahwa shock bisa melemparkan mereka di seberang ruangan. Butuh beberapa waktu sebelum rekan mahasiswa Kleist di Leyden bekerja bahwa tangan yang disediakan elemen penting.

Daftar Pustaka


- 2 comments:
Subscribe to: Posts (Atom)